(57)【要約】  例えば、炭化水素流体−水分離フィルターを含むフィルター媒体での使用のための基材；基材の識別方法；基材の製造方法；基材の使用方法；および基材のロールオフ角の改善方法。いくつかの実施形態において、基材は、親水基含有ポリマーまたは親水基含有ポリマーコーティングを含む。
2019526432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を含むフィルター媒体であって、前記基材が、
前記表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、５０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を含む、フィルター媒体。
【請求項２】
前記表面が、ＵＶ処理表面を含む、請求項１に記載のフィルター媒体。
【請求項３】
前記基材が、芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含む、請求項１または２に記載のフィルター媒体。
【請求項４】
前記基材が、ＵＶ反応性樹脂を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルター媒体。
【請求項５】
前記表面が、親水基含有ポリマーを含む、請求項１に記載のフィルター媒体。
【請求項６】
前記親水基含有ポリマーが、親水性ペンダント基を含む、請求項５に記載のフィルター媒体。
【請求項７】
前記親水基含有ポリマーが、フルオロポリマーを含まない、請求項５または６のいずれかに記載のフィルター媒体。
【請求項８】
前記基材が、変性樹脂を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルター媒体。
【請求項９】
前記基材が、最高２ｍｍの平均径を有する細孔を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルター媒体。
【請求項１０】
前記基材が、４０μｍ〜５０μｍの範囲の平均径を有する細孔を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルター媒体。
【請求項１１】
前記基材が、少なくとも１５％の多孔性および最高９９％の多孔性である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルター媒体。
【請求項１２】
前記基材が、芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含み、前記表面が、ＵＶ処理表面を含み、前記基材が、最高２ｍｍの平均径を有する細孔を含み、かつ前記基材が、少なくとも１５％の多孔性および最高９９％の多孔性である、請求項１に記載のフィルター媒体。
【請求項１３】
前記表面が、親水基含有ポリマーを含み、前記基材が、最高２ｍｍの平均径を有する細孔を含み、かつ前記基材が、少なくとも１５％の多孔性および最高９９％の多孔性である、請求項１に記載のフィルター媒体。
【請求項１４】
前記基材が安定である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のフィルター媒体。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のフィルター媒体を含む、フィルター素子。
【請求項１６】
前記フィルター素子が、炭化水素流体から水を除去するために構成される、請求項１５に記載のフィルター素子。
【請求項１７】
表面を含むフィルター媒体の処理方法であって、前記方法が、
前記表面を処理して、処理表面を形成すること
を含み、前記表面を処理することが、紫外線（ＵＶ）放射に前記表面を暴露することを含み、かつ前記フィルター媒体が、芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含み、
前記処理表面が、前記表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、５０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、方法。
【請求項１８】
前記フィルター媒体が、ＵＶ反応性樹脂を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記表面を処理することが、酸素の存在下で、ＵＶ放射に前記表面を暴露することを含み、かつ前記ＵＶ放射が、１８０ｎｍ〜２１０ｎｍの範囲の第１の波長および２１０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲の第２の波長を含む、請求項１７または１８のいずれかの方法。
【請求項２０】
前記表面を処理することが、オゾンおよびＨ２Ｏ２の少なくとも１種に前記表面を暴露することをさらに含む、請求項１７〜１９のいずれか一項の方法。
【請求項２１】
表面を含むフィルター媒体の処理方法であって、前記方法が、
前記表面を処理して、処理表面を形成すること
を含み、前記表面を処理することが、前記表面上に親水基含有ポリマーを含む層を形成することを含み、
前記処理表面が、前記表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、５０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、方法。
【請求項２２】
前記親水基含有ポリマーが、親水性ペンダント基を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記基材が、最高２ｍｍの平均径を有する細孔を含む、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記基材が、４０μｍ〜５０μｍの範囲の平均径を有する細孔を含む、請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記基材が、少なくとも１５％の多孔性および最高９９％の多孔性である、請求項１７〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記材料の前記表面が、処理の前に、前記表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、請求項１７〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記材料の前記表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、０度〜４０度の範囲のロールオフ角を有する、請求項１７〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
炭化水素を含む流体中に浸漬された材料の表面上の液滴の、４０度〜９０度の範囲のロールオフ角を決定することを含む、炭化水素流体−水分離のために適切な材料の識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
継続出願データ
本出願は、それぞれ本明細書中に参照によって組み込まれる、２０１６年８月１６日出願の米国仮特許出願第６２／３７５，７６８号明細書および２０１６年８月１６日出願の米国仮特許出願第６２／３７５，７７２号明細書の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
内部燃焼エンジンでの使用のためのディーゼル燃料を含む炭化水素流体のろ過は、適切なエンジン性能のためにしばしば必須である。好ましいエンジン性能を提供するために、ならびにエンジン部品を損傷から保護するために、水分および粒子除去が必要となる可能性がある。炭化水素流体中に別の相として存在する遊離水（すなわち、非溶解状態の水）が、除去されない場合、空洞化、腐食、あるいは微生物成長の促進によるエンジン部品への損傷を含む問題を引き起こす可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本開示は、例えば、炭化水素流体−水分離フィルターを含むフィルター媒体での使用のための基材；基材の識別方法；基材の製造方法；基材の使用方法；および基材のロールオフ角の改善方法を記載する。炭化水素流体は、例えば、ディーゼル燃料を含む燃料を含むことができる。基材は、表面がトルエン中に浸漬された時の、基材の疎水性表面（すなわち、少なくとも９０度の接触角を有する表面）上の水滴のロールオフ角（すなわち、接着）に基づいて識別されるか、または変性させることが可能である。本明細書に記載される場合、表面がトルエン中に浸漬された時の、基材の疎水性表面上の水滴のロールオフ角は、炭化水素流体から水を除去するための基材の能力と関連する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様において、本開示は、基材を含むフィルター媒体を記載する。いくつかの実施形態において、基材は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０マイクロリットル（μＬ）の水滴に対して、５０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を含む。いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、４０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を含む。いくつかの実施形態において、表面は、例えば、ＵＶ−酸素処理表面を含む、ＵＶ処理された表面である。いくつかの実施形態において、基材は、その上に配置された親水基含有ポリマーを有する表面を含む。
【０００５】
さらなる態様において、本開示は、基材を含むフィルター媒体を含むフィルター素子を記載する。いくつかの実施形態において、基材は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、５０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を含む。いくつかの実施形態において、基材は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、４０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を含む。
【０００６】
別の態様において、本開示は、表面を含む材料の処理方法を記載する。この方法は、処理された表面を形成するために表面を処理することを含む。いくつかの実施形態において、処理された表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、５０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する。いくつかの実施形態において、処理された表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、４０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する。いくつかの実施形態において、この方法は、基材の表面をＵＶ線に曝露することを含む。いくつかの実施形態において、この方法は、基材の表面上に親水基含有ポリマーを配置することを含む。
【０００７】
なお別の態様において、本開示は、炭化水素流体−水分離に適切である材料の識別方法を記載する。この方法は、材料の表面上の液滴のロールオフ角を決定することを含み、ここでは、材料は、炭化水素を含む流体に浸漬され、かつロールオフ角は、４０度〜９０度の範囲にある。いくつかの実施形態において、炭化水素を含む流体はトルエンを含む。
【０００８】
さらなる態様において、本開示は、基材のロールオフ角を改善するためのＵＶ線の使用、基材のロールオフ角を改善するためのＵＶ線への芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種の暴露により入手可能な基材の使用、ならびに基材のロールオフ角を改善するための親水基含有ポリマーまたは親水性ポリマーの使用を記載する。
【０００９】
本明細書で使用される場合、「化学的に別」という用語は、２種の化合物が異なった化学組成を有することを意味する。
【００１０】
本明細書で使用される場合、「親水性」という用語は、分子または他の分子の実体の水に溶解する能力を意味し、かつ「親水性物質」という用語は、親水性であり、かつ／または水に引き付けられ、かつ水と混和性となる傾向があるか、または水中に可溶性である分子または他の分子の実体を意味する。いくつかの実施形態において、「親水性」は、飽和に達する範囲まで、少なくとも９０％の分子または他の分子の実体、好ましくは、少なくとも９５％の分子または他の分子の実体、より好ましくは、少なくとも９７％の分子または他の分子の実体、そして最も好ましくは、少なくとも９９％の分子または他の分子の実体が２５摂氏度（℃）において水中に溶解することを意味する。いくつかの実施形態において、「親水性物質」は、飽和に達する範囲まで、少なくとも９０％の分子または他の分子の実体、好ましくは、少なくとも９５％の分子または他の分子の実体、より好ましくは、少なくとも９７％の分子または他の分子の実体、そして最も好ましくは、少なくとも９９％の分子または他の分子の実体が２５摂氏度（℃）において水と混和性であるか、または水中に溶解することを意味する。
【００１１】
「親水性表面」は、表面上で水滴が９０度未満の接触角を有する表面を示す。いくつかの実施形態において、表面は、好ましくは、トルエンに中に浸漬される。
【００１２】
「疎水性表面」は、表面上で水滴が少なくとも９０度の接触角を有する表面を示す。いくつかの実施形態において、表面は、好ましくは、トルエンに中に浸漬される。
【００１３】
「安定である」か、または「安定性」を有する基材または表面は、少なくとも５０℃の温度で、少なくとも１時間、少なくとも１２時間、または少なくとも２４時間、かつ最大１０日間、最大３０日間、または最大９０日間、炭化水素流体中に浸漬された後に、初期ロールオフ角の少なくとも８０パーセント（％）、好ましくは、少なくとも８５％、より好ましくは、少なくとも９０％、またはなお好ましくは、少なくとも９５％のロールオフ角を維持する能力を有する基材または表面を意味する。いくつかの実施形態において、表面または基材の「初期ロールオフ角」は、１時間未満、またはより好ましくは、２０分間未満、炭化水素流体中に浸漬された表面基材のロールオフ角である。
【００１４】
「極性官能基」は、陰性原子（例えば、窒素、酸素、塩素、フッ素など）の存在の結果として、正味の双極子を有する官能基を意味する。
【００１５】
「好ましい」および「好ましくは」という用語は、特定の状況下で特定の利益を付与し得る本発明の実施形態を意味する。しかしながら、他の実施形態も、同一または他の状況下で好ましくなり得る。さらに、１つまたはそれ以上の好ましい実施形態の記述は、他の実施形態が有用ではないことを意味せず、かつ本発明の範囲から他の実施形態を除外するように意図されない。
【００１６】
「含む」という用語およびその変形は、これらの用語が本記載および請求の範囲を出現する場合、制限的意味を有さない。
【００１７】
「からなる」という用語は、「からなる」の句の後に続くものを全て含み、かつそれに制限されることを意味する。すなわち、「からなる」は、リストされた要素が必要であるか、または義務的であり、かつ他の要素は存在し得ないことを示す。
【００１８】
「から本質的になる」という用語は、句の後にリストされたいずれの要素も含まれ、かつリストされたもの以外の他の要素は、それらの要素が、リストされた要素に関して本開示に明示された活性または作用を妨害しないか、または寄与しないという条件で、含まれ得ることを示す。
【００１９】
他に指定されない限り、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「少なくとも１つ」は互換的に使用され、かつ１または２以上を意味する。
【００２０】
また本明細書中、終点による数値範囲の記載は、その範囲内に包含される全ての数を含む（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５などを含む）。
【００２１】
別々のステップを含む本明細書に開示されるいずれの方法に関して、ステップは、いずれかの実行可能な順番で実行され得る。そして、適切に、２以上のステップのいずれの組合せも同時に実行可能であり得る。
【００２２】
本発明の上記の要約は、本発明のそれぞれの開示された実施形態または全ての実施を記載するように意図されない。以下の記載は、例示的な実施形態をより特に説明する。本出願を通していくつかの位置において、実施例のリストによってガイダンスが提供され、これらの実施例は種々の組合せで使用可能である。それぞれの例において、列挙されたリストは、単なる代表群として機能し、かつ排他的リストとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】基材を含むフィルター媒体の層の代表的配置を示す。
【図１Ｂ】基材を含むフィルター媒体の層の代表的配置を示す。
【図１Ｃ】基材を含むフィルター媒体の層の代表的配置を示す。
【図１Ｄ】基材を含むフィルター媒体の層の代表的配置を示す。
【図２】０度（０°）回転（左）および９０°回転（右）におけるトルエン中に浸漬されたＵＶ酸素処理基材１上の５０μＬの水滴の代表的イメージである。
【図３】液滴サイジング試験のために使用される２ループシステムの概略図を示す。
【図４】水分除去効率によって測定された、未処理基材１（対照）およびＵＶ酸素処理基材１の性能を示す。
【図５】浸漬なし、または３０日間ポンプ燃料に浸漬させた後の未処理基材１およびＵＶ酸素処理基材１の接触角およびロールオフ角を示す。接触角およびロールオフ角は、トルエン中５０μＬの水滴を使用して測定され、かつ報告値は、媒体の異なる領域で測定された独立した測定値の平均である。
【図６】５０μＬの水滴を使用して測定された、トルエン中に浸漬されたＵＶ／Ｈ２Ｏ２処理基材１の処理側面および未処理側面の接触角（ＣＡ）およびロールオフ角（ＲＯ）を示す。
【図７】０°回転（左）および６０°回転（右）におけるトルエン中に浸漬されたＰＨＰＭ処理基材１上の２０μＬの水滴の代表的イメージを示す。
【図８】未処理（対照）およびＰＥＩ−１０Ｋコーティング基材１の水分除去効率によって測定された性能を示す。
【図９】未コーティング基材１および２％（ｗ／ｖ）ＰＨＥＭ、４％（ｗ／ｖ）ＰＨＥＭ、６％（ｗ／ｖ）ＰＨＥＭまたは８％（ｗ／ｖ）ＰＨＥＭによってコーティングされた基材１の通気性を示す。
【図１０】未コーティング基材１（対照）、ＰＨＰＭコーティング基材１、１％（ｗ／ｖ）Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランを使用して架橋（ＣＬ）されたＰＨＰＭコーティング基材１、および１％（ｗ／ｖ）Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランを使用して架橋（ＣＬ）され、かつ浸漬なし、または明示された期間、ポンプ燃料中に浸漬後、焼鈍しされたＰＨＰＭコーティング基材１上の５０μＬの水滴の接触角およびロールオフ角を示す。
【図１１】未コーティング基材１（対照）、ＰＥＩ−１０Ｋコーティング基材１、１％（ｗ／ｖ）（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランを使用して架橋（ＣＬ）されたＰＥＩ−１０Ｋコーティング基材１、および１％（ｗ／ｖ）（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランを使用して架橋（ＣＬ）され、かつ浸漬なし、または明示された期間、ポンプ燃料中に浸漬後、焼鈍しされたＰＥＩ−１０Ｋコーティング基材１上の５０μＬの水滴の接触角およびロールオフ角を示す。
【図１２】架橋剤ＤＡＭＯ−Ｔを用いた、または用いない、代表的ＰＨＥＭナノ繊維コーティング基材６上の５０μＬの水滴の接触角およびロールオフ角を示す。
【図１３】架橋剤を用いない、あるいは（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン（架橋剤１）またはポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（架橋剤２）を用いて架橋された代表的ＰＥＩナノ繊維コーティング基材６上の５０μＬの水滴の接触角およびロールオフ角を示す。
【図１４】電界紡糸によるコーティングの形成の１日後、６日後および３２日後の代表的ＰＨＥＭナノ繊維コーティングＤＡＭＯ−Ｔ架橋基材６上の５０μＬの水滴の接触角およびロールオフ角を示す。
【図１５】電界紡糸によるコーティングの形成の１日後、６日後および３２日後の代表的ＰＥＩ−１０Ｋナノ繊維コーティング架橋基材６上の５０μＬの水滴の接触角およびロールオフ角を示す。ＰＥＩは、（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン（架橋剤１）またはポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）（架橋剤２）のいずれかを使用して架橋された。
【図１６Ａ】倍率１０００倍で示される、未コーティング基材６の代表的な走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）イメージを示す。
【図１６Ｂ】倍率１０００倍で示される、架橋剤なしでＰＨＥＭによる電界紡糸によってコーティングされた基材６の代表的な走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）イメージを示す。
【図１６Ｃ】倍率１０００倍で示される、架橋剤ＤＡＭＯ−Ｔを用いて、ＰＨＥＭによる電界紡糸によってコーティングされた基材６の代表的な走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）イメージを示す。
【図１７Ａ】倍率５０倍で示される、架橋剤なしでＰＥＩ−１０Ｋによる電界紡糸によってコーティングされた基材６の代表的なＳＥＭイメージを示す。
【図１７Ｂ】倍率５０倍で示される、架橋剤（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランを用いて、ＰＥＩ−１０Ｋによる電界紡糸によってコーティングされた基材６の代表的なＳＥＭイメージを示す。
【図１７Ｃ】倍率５０倍で示される、架橋剤ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）を用いて、ＰＥＩ−１０Ｋによる電界紡糸によってコーティングされた基材６の代表的なＳＥＭイメージを示す。
【図１８Ａ】倍率２００倍で示される、未コーティング基材６の代表的なＳＥＭイメージを示す。
【図１８Ｂ】倍率２００倍で示される、架橋剤なしでＰＥＩ−１０Ｋによる電界紡糸によってコーティングされた基材６の代表的なＳＥＭイメージを示す。
【図１８Ｃ】倍率２００倍で示される、ＰＥＩ−１０Ｋおよび架橋剤１（（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン）による電界紡糸によってコーティングされた基材６の代表的なＳＥＭイメージを示す。
【図１８Ｄ】倍率２００倍で示される、ＰＥＩ−１０Ｋおよび架橋剤２（ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ））による電界紡糸によってコーティングされた基材６の代表的なＳＥＭイメージを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
炭化水素流体−水分離フィルターは、粒子を除去するための少なくとも１層および／または炭化水素流体流からの水を合体するための少なくとも１層を含むフィルター媒体を含むことが可能であり；層または複数の層が基材であることが可能であるか、または基材によって支持されることが可能である。いくつかの実施形態において、粒子除去層および水合体層は、同一層であることが可能であり、かつ層は基材であることが可能であるか、もしくは基材によって支持されることが可能である。本開示は、炭化水素流体−水分離フィルターでの使用のための基材を含むフィルター媒体、基材の識別方法、基材の製造方法、基材の使用方法および基材のロールオフ角の改善方法を記載する。フィルター媒体、または例えば炭化水素流体−水分離フィルター素子を含むフィルター素子中に基材を含むことによって、より効率的なフィルター製造、および／または例えば改善された水分分離効率を含むフィルター媒体もしくはフィルター素子の改善された性能特徴を提供することが可能となる。
【００２５】
炭化水素流体としては、例えば、ディーゼル燃料、ガソリン、油圧流体、コンプレッサー油などを含むことができる。いくつかの実施形態において、炭化水素流体は、好ましくは、ディーゼル燃料を含む。
【００２６】
炭化水素流体−水分離に適切な材料を識別する方法
一態様において、本開示は、例えば、特定の特性を有するフィルター媒体を含む材料を識別する方法を記載する。材料は、好ましくは、炭化水素流体−水分離に適切である。
【００２７】
いくつかの実施形態において、この方法は、材料が、炭化水素を含む流体に浸漬されている間の材料の表面上の液滴のロールオフ角および任意に接触角を決定することを含む。いくつかの実施形態において、この方法は、下記のロールオフ角および／または接触角を含む炭化水素流体−水分離に適切な基材の特性を有する材料を識別することを含む。
【００２８】
いくつかの実施形態において、液滴は親水性物質を含む。いくつかの実施形態において、液滴は、好ましくは、水を含む。いくつかの実施形態において、液滴は、水から本質的になる。いくつかの実施形態において、液滴は水からなる。いくつかの実施形態において、液滴は、少なくとも５μＬ、少なくとも１０μＬ、少なくとも１５μＬ、少なくとも２０μＬ、少なくとも２５μＬ、少なくとも３０μＬ、少なくとも３５μＬ、少なくとも４０μＬ、少なくとも４５μＬまたは少なくとも５０μＬである。いくつかの実施形態において、液滴は、最高１０μＬ、最高１５μＬ、最高２０μＬ、最高２５μＬ、最高３０μＬ、最高３５μＬ、最高４０μＬ、最高４５μＬ、最高５０μＬ、最高６０μＬ、最高７０μＬまたは最高１００μＬである。いくつかの実施形態において、液滴は、好ましくは、２０μＬの液滴または５０μＬの液滴である。
【００２９】
いくつかの実施形態において、炭化水素を含む流体はトルエンを含む。いくつかの実施形態において、炭化水素を含む流体は、トルエンから本質的になる。いくつかの実施形態において、炭化水素を含む流体はトルエンからなる。理論によって拘束されることを望まないが、水とのその表面張力のため、トルエンは、例えば、ディーゼル燃料を含む他の炭化水素流体の代理として作用すると考えられる。
【００３０】
炭化水素流体−水分離における使用のために適切な材料を識別するための従来法と対照的に、本明細書に記載される方法は、平面（例えば、非多孔性である表面）の特性に依存しない。むしろ、本明細書に記載される方法は、多孔性材料（例えば、多孔性基材を含む）または多孔性表面を有する材料の特性を試験するための方法を提供する。さらに、本明細書に記載される方法は、空気中での材料の特性に依存しない。むしろ、材料は、例えば、トルエンを含む炭化水素を含む流体中での材料の特性によって識別される。
【００３１】
例えば、国際公開第２０１５／１７５８７７号パンフレットには、流体分離効率を強化するよう設計されたフィルター媒体は、分離される流体を湿潤するように変性された表面を有する１つまたはそれ以上の層および分離される流体をはじくように変性された表面を有する１つまたはそれ以上の層を含み得ることが記載されている。そして国際公開第２０１５／１７５８７７号パンフレットには、「親水性表面」は、９０度未満の水接触角を有する表面を意味し得、かつ「疎水性表面」は、９０度より高い水接触角を有する表面を意味し得ることが記載されている。しかしながら、国際公開第２０１５／１７５８７７号パンフレットには、接触角は空気中ではなく流体中で算出されるべきであることは記載されていない。そして実際に、空気中の表面の疎水性は、炭化水素流体中の表面の疎水性を予測しない。
【００３２】
さらに、国際公開第２０１５／１７５８７７号パンフレットには、表面のロールオフ角が重要であることは記載されておらず、またロールオフ角を変更する材料を選択する方法も記載されていない。むしろ、国際公開第２０１５／１７５８７７号パンフレットには、特定の流体に対する層の湿潤性を変性するために粗度またはコーティングを使用し得ること、そして「湿潤」および「湿潤する」という用語は、表面に対する流体の接触角が９０度未満であるように、流体が表面と相互作用する能力を意味することが記載されている。
【００３３】
しかしながら、表面単独の湿潤性または接触角は、空気中で測定しても、または炭化水素流体中で測定しても、炭化水素流体中の表面の炭化水素−水分離能力を予測しない。それとは対照的に、そして以下にさらに記載されるように、炭化水素流体中の表面上の水滴の接着またはロールオフ角は、任意に炭化水素流体中の表面上の水滴の接触角と組み合わせて、炭化水素流体から水を除去する基材の能力を予測するために使用することができる。
【００３４】
基材表面の特性
一態様において、本開示は、炭化水素流体−水分離のために適切な基材を含むフィルター媒体を記載する。基材は表面を含む。いくつかの実施形態において、基材または基材の表面は、好ましくは、安定である。
【００３５】
いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、少なくとも３０度、少なくとも３５度、少なくとも４０度、少なくとも４５度、少なくとも５０度、少なくとも５５度、少なくとも６０度、少なくとも６５度、少なくとも７０度、少なくとも７５度または少なくとも８０度のロールオフ角を有する。いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、少なくとも３０度、少なくとも３５度、少なくとも４０度、少なくとも４５度、少なくとも５０度、少なくとも５５度、少なくとも６０度、少なくとも６５度、少なくとも７０度または少なくとも８０度のロールオフ角を有する。
【００３６】
いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、最高６０度、最高６５度、最高７０度、最高７５度、最高８０度、最高８５度または最高９０度のロールオフ角を有する。いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、最高６０度、最高６５度、最高７０度、最高７５度、最高８０度、最高８５度または最高９０度のロールオフ角を有する。
【００３７】
いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、５０度〜９０度の範囲のロールオフ角を有する。いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、４０度〜９０度の範囲のロールオフ角を有する。
【００３８】
いくつかの実施形態において、表面は、好ましくは、疎水性であり、すなわち、表面は少なくとも９０度の接触角を有する。いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、少なくとも９０度、少なくとも１００度、少なくとも１１０度、少なくとも１２０度、少なくとも１３０度または少なくとも１４０度の接触角を有する。いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、少なくとも９０度、少なくとも１００度、少なくとも１１０度、少なくとも１２０度、少なくとも１３０度または少なくとも１４０度の接触角を有する。
【００３９】
いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、最高１５０度、最高１６０度、最高１７０度または最高１８０度の接触角を有する。いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、最高１５０度、最高１６０度、最高１７０度または最高１８０度の接触角を有する。
【００４０】
いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、９０度〜１５０度の範囲または９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する。
【００４１】
いくつかの実施形態において、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、９０度〜１５０度の範囲または９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する。
【００４２】
さらに以下に記載されるように、炭化水素流体中の基材の疎水性表面（すなわち、少なくとも９０度の接触角を有する表面）上の水滴のロールオフ角（すなわち、接着）は、炭化水素流体中の基材の表面上で合体または成長可能である水滴のサイズと関連する。合体または成長可能である水滴のサイズは、炭化水素流体から水を除去する基材の能力と関連する。したがって、炭化水素流体から水を除去する基材の能力は、炭化水素流体中の基材の表面上の液滴のロールオフ角および接触角を決定することによって正確に予測することが可能である。
【００４３】
本明細書に記載される方法によって製造され、かつ／または識別された基材は、高い接触角および高いロールオフ角を有する。高い接触角は、水滴上の低い見掛けの抵抗力を示し、他方、高いロールオフ角は、基材表面に維持される液滴の能力を示す。理論によって拘束されることを望まないが、特徴のこの組合せによって、合体を通してより大きい液滴が形成可能であり、それによって、液滴がより容易に炭化水素流体流から分離され、かつ炭化水素流体流からの水分離の全効率が改善されると考えられる。
【００４４】
高い接触角および高いロールオフ角のバランスは、例えば、それらのロールオフ角を増加させるように基材表面を変性することを含む本明細書に開示される方法論を使用して達成可能である。典型的に、これらの方法は、接触角にほとんど悪影響を与えない。いくつかの実施形態において、高い接触角を有するフィルター基材は、したがって、接触角およびロールオフ角の主張された組合せを有する基材を提供するために変性されることが可能である。
【００４５】
基材物質および特性
基材は、フィルター媒体での使用に適切ないずれの基材であってもよい。いくつかの実施形態において、基材は、好ましくは、例えば、燃料フィルターを含む炭化水素流体フィルター素子での使用に適切な基材である。いくつかの実施形態において、基材は、例えば、セルロース、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ガラスまたはその組合せ（例えば、そのブレンド、混合物またはコポリマー）を含むことができる。基材は、例えば、不織ウェブ、織物ウェブ、多孔性シート、焼結プラスチック、高密度スクリーン、高密度メッシュまたはその組合せを含むことができる。いくつかの実施形態において、基材は、合成繊維、天然由来繊維またはその組合せ（例えば、そのブレンドまたは混合物）を含むことができる。基材は、典型的に多孔性であり、かつ細孔径、フレーザー（Ｆｒａｚｉｅｒ）通気性および／または別の適切な計量などの特定の定義可能な性能特徴のものである。
【００４６】
いくつかの実施形態において、基材は、熱可塑性または熱硬化性ポリマー繊維を含むことが可能である。繊維のポリマーは、単一ポリマー材料系、二成分繊維またはその組合せに存在し得る。二成分繊維は、例えば、熱可塑性ポリマーを含み得る。いくつかの実施形態において、二成分繊維は、同心性または非同心性構造を含むコア−シース構造を有することが可能である。いくつかの実施形態において、加熱時に、コアが構造完全性を保持しながらも、シースが層中で他の繊維に結合するように、二成分繊維のシースは、コアの溶融温度よりも低い溶融温度を有することが可能である。二成分繊維の代表的な実施形態は、サイド−バイ−サイド（ｓｉｄｅ−ｂｙ−ｓｉｄｅ）繊維またはアイランド−イン−ザ−シー（ｉｓｌａｎｄ−ｉｎ−ｔｈｅ−ｓｅａ）繊維を含む。
【００４７】
いくつかの実施形態において、基材は、例えば、（マーセル化サザンパイン（ｍｅｒｃｅｒｉｚｅｄ  ｓｏｕｔｈｅｒｎ  ｐｉｎｅ）などの）軟材繊維、（ユーカリ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ）繊維などの）硬材繊維、再生セルロース繊維、機械パルプ繊維またはその組合せ（例えば、その混合物またはブレンド）を含むセルロース繊維を含むことが可能である。
【００４８】
いくつかの実施形態において、基材は、例えば、極小ガラス、チョップトガラス繊維またはその組合せ（例えば、その混合物またはブレンド）を含むガラス繊維を含むことが可能である。
【００４９】
いくつかの実施形態において、基材は、少なくとも０．３ミクロン、少なくとも１ミクロン、少なくとも１０ミクロン、少なくとも１５ミクロン、少なくとも２０ミクロンまたは少なくとも２５ミクロンの平均直径を有する繊維を含む。いくつかの実施形態において、基材は、最高５０ミクロン、最高６０ミクロン、最高７０ミクロン、最高７５ミクロン、最高８０ミクロンまたは最高１００ミクロンの平均直径を有する繊維を含む。当業者は、繊維の直径が、繊維材料次第で、ならびに繊維を製造するために使用された方法次第で変動し得ることを認識するであろう。これらの繊維の長さも、数ミリメートルの長さから、連続繊維構造になるまで変動することが可能である。繊維の横断面形状は、使用される材料または製造法によって同じく変動することが可能である。
【００５０】
基材は、いくつかの実施形態において、１種またはそれ以上の結合材料を含み得る。いくつかの実施形態において、結合材料は、基材に追加的な剛性および／または硬度を提供する変性樹脂を含む。例えば、いくつかの実施形態において、基材は、変性樹脂で飽和されてもよい。変性樹脂は、本明細書に記載されるＵＶ反応性樹脂または非ＵＶ反応性樹脂を含み得る。変性樹脂は、いくつかの実施形態において、フェノール樹脂および／またはアクリル樹脂を含み得る。非ＵＶ反応性樹脂は、いくつかの実施形態において、芳香族成分および／または不飽和成分を含まないアクリル樹脂を含み得る。
【００５１】
例えば、基材がＵＶ処理を受けることによって調製される、いくつかの実施形態において、基材は、好ましくは、芳香族成分および／または不飽和成分を含む。芳香族成分および／または不飽和成分は、基材に含まれる材料中に存在し得るか、または、例えば、樹脂を含む別の材料を使用して基材に添加されてもよい。芳香族成分および／または不飽和成分を含む樹脂は、本明細書中、ＵＶ反応性樹脂と記載される。ＵＶ反応性樹脂は、例えば、フェノール樹脂を含み得る。いくつかの実施形態において、不飽和成分は、好ましくは、二重結合を含む。
【００５２】
いくつかの実施形態において、基材は、最高１０ミクロン（μｍ）、最高２０μｍ、最高３０μｍ、最高４０μｍ、最高４５μｍ、最高５０μｍ、最高６０μｍ、最高７０μｍ、最高８０μｍ、最高９０μｍ、最高１００μｍ、最高２００μｍ、最高３００μｍ、最高４００μｍ、最高５００μｍ、最高６００μｍ、最高７００μｍ、最高８００μｍ、最高９００μｍ、最高１ミリメートル（ｍｍ）、最高１．５ｍｍ、最高２ｍｍ、最高２．５ｍｍまたは最高３ｍｍの平均径を有する細孔を含む。いくつかの実施形態において、基材は、少なくとも２μｍ、少なくとも５μｍ、少なくとも１０がｍ、少なくとも２０μｍ、少なくとも３０μｍ、少なくとも４０μｍ、少なくとも５０μｍ、少なくとも６０μｍ、少なくとも７０μｍ、少なくとも８０μｍ、少なくとも９０μｍ、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、少なくとも６００μｍ、少なくとも７００μｍ、少なくとも８００μｍ、少なくとも９００μｍまたは少なくとも１ｍｍの平均径を有する細孔を含む。いくつかの実施形態において、基材は、５μｍ〜１００μｍの範囲の平均径を有する細孔を含む。いくつかの実施形態において、基材は、４０μｍ〜５０μｍの範囲の平均径を有する細孔を含む。いくつかの実施形態において、細孔径は、毛管流孔度計を使用して測定されてよい。いくつかの実施形態において、米国特許出願公開第２０１１／０１９８２８０号明細書に記載の通り、細孔径は、好ましくは、液体押出孔度計によって測定される。
【００５３】
いくつかの実施形態において、基材は、少なくとも１５％多孔性、少なくとも２０％多孔性、少なくとも２５％多孔性、少なくとも３０％多孔性、少なくとも３５％多孔性、少なくとも４０％多孔性、少なくとも４５％多孔性、少なくとも５０％多孔性、少なくとも５５％多孔性、少なくとも５５％多孔性、少なくとも６０％多孔性、少なくとも６５％多孔性、少なくとも７０％多孔性、少なくとも７５％多孔性または少なくとも８０％多孔性である。いくつかの実施形態において、基材は、最高７５％多孔性、最高８０％多孔性、最高８５％多孔性、最高９０％多孔性、最高９５％多孔性、最高９６％多孔性、最高９７％多孔性、最高９８％多孔性または最高９９％多孔性である。例えば、基材は、少なくとも１５％多孔性および最高９９％多孔性、少なくとも５０％多孔性および最高９９％多孔性または少なくとも８０％多孔性および最高９５％多孔性であり得る。
【００５４】
いくつかの実施形態において、フィルター媒体は、フィルター媒体の使用の間に「上流」から「下流」まで通過する流れのために設計され得る。いくつかの実施形態において、例えば、フィルター媒体が、上流層の下流に位置する基材を含む場合を含めて、基材は、上流層の細孔の平均径より大きい平均径を有する細孔を含み得る。さらに、または代わりに、基材は、上流層の下流側面において形成する液滴の平均径よりも大きい平均径を有する細孔を含み得る。例えば、フィルター媒体が、平均径を有する細孔を含む合体層である上流層を含む場合、基材は、合体層の細孔の平均径より大きい平均径を有する細孔を含み得る。
【００５５】
典型的に、（例えば、基材を含む）材料の表面は、いずれの表面変性または処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、５０度未満、４０度未満または３０度未満のロールオフ角を有する。典型的に、（例えば、基材を含む）材料の表面は、いずれの表面変性または処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、３０度未満、２０度未満、１５度未満または１２度未満のロールオフ角を有する。
【００５６】
例えば、いずれの表面変性または処理の前の表面のロールオフ角は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、０度〜５０度の範囲であり得る。
【００５７】
いくつかの実施形態において、いずれの表面変性または処理の前の表面のロールオフ角は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、好ましくは、０度〜４０度の範囲であり得る。
【００５８】
例えば、いずれの表面変性または処理の前の表面のロールオフ角は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、０度〜２０度の範囲であり得る。
【００５９】
適切なロールオフ角を有する表面を有する（例えば、基材を含む）材料を提供することは、当業者の権限の範囲内である。
【００６０】
典型的に、いずれの表面変性または処理の前の（例えば、基材を含む）材料の表面は、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、少なくとも９０度、少なくとも１００度または少なくとも１１０度の接触角を有する。典型的に、いずれの表面変性または処理の前の（例えば、基材を含む）材料の表面は、表面は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、少なくとも９０度、少なくとも１００度または少なくとも１１０度の接触角を有する。
【００６１】
例えば、いずれの表面変性または処理の前の表面の接触角は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲であり得る。
【００６２】
いくつかの実施形態において、いずれの表面変性または処理の前の表面の接触角は、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、１００度〜１５０度の範囲であり得る。
【００６３】
例えば、いずれの表面変性または処理の前の表面の接触角は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲であり得る。
【００６４】
いくつかの実施形態において、いずれの表面変性または処理の前の表面の接触角は、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、１００度〜１５０度の範囲であり得る。
【００６５】
いくつかの実施形態において、いずれの表面変性または処理の前の表面は、０度の接触角を有し得、すなわち、液滴は完全に表面上に広がるであろう。いくつかの実施形態において、いずれの表面変性または処理の前の表面は、０度の接触角を有し、いずれの表面変性または処理の前のロールオフ角は不確定であろう。
【００６６】
適切な接触角を有する表面を有する（例えば、基材を含む）材料を提供することは、当業者の権限の範囲内である。典型的に、一般に疎水性である材料を含むことは、通常、より高い接触角をもたらすであろう。
【００６７】
表面の接触角に影響を与える他の要素は、細孔径および多孔度を含み得る。例えば、特定の径の細孔は、疎水性である炭化水素流体がフィルター中に閉じ込められることを促進し得る。さらに、水の高い表面張力は、それが、特定の径未満の細孔を効果的に貫入することを防ぐ。
【００６８】
基材を含むフィルター媒体
いくつかの実施形態において、基材を含むフィルター媒体は、好ましくは、炭化水素−水分離のために、またはより好ましくは、燃料−水分離のために、そして最も好ましくは、ディーゼル燃料−水分離のために使用される。
【００６９】
フィルター媒体は、１層、２層または複数の層を含み得る。いくつかの実施形態において、フィルター媒体の層の１層またはそれ以上の層が基材によって支持され得るか、または基材を含み得るか、または基材であり得る。
【００７０】
いくつかの実施形態において、そして例えば図１Ａ〜Ｄに示されるように、フィルター媒体は、炭化水素液体流から粒子を除去するための層２０および／または炭化水素液体流からの水を合体するための層（合体層としても記載される）３０を含み得る。いくつかの実施形態において、化水素液体流から粒子を除去するための層および／または合体層は、図１Ａおよび図１Ｂの説明的な実施形態に示されるように、基材１０によって支持されていてもよい。いくつかの実施形態において、例えば、フィルター媒体が、フィルター媒体の使用の間に「上流」から「下流」に通過する流れを受け入れるように設計される場合を含めて、炭化水素液体流から粒子を除去するための層および／または合体層が基材の上流に位置することが可能である。いくつかの実施形態において、炭化水素液体流から粒子を除去する層および基材は、図１Ｃの一実施形態に示されるように、同一層４０である。いくつかの実施形態において、合体層および基材は、図１Ｄの一実施形態に示されるように、同一層５０である。基材および炭化水素液体流から粒子を除去する層が同一層である場合、または基材および炭化水素液体流からの水を合体するための層が同一層である場合、フィルター媒体製造は、フィルター媒体が、減少した数の全体層を含み得るため、より効率的であり得る。
【００７１】
いくつかの実施形態において、基材の表面は、好ましくは、基材の下流側面を形成する。いくつかの実施形態において、基材の表面は、下流側面、またはフィルター媒体の層、またはフィルター媒体の下流側面を形成することができる。
【００７２】
いくつかの実施形態において、例えば、基材の表面は、下流側面、またはフィルター媒体の層、またはフィルター媒体の下流側面を形成する場合を含めて、基材は、好ましくは、水滴形成および／または水滴ロールオフが可能になるように十分な空間によって別の層から分離され得る。いくつかの実施形態において、基材は、少なくとも１０μｍ、少なくとも２０μｍ、少なくとも３０μｍ、少なくとも４０μｍ、少なくとも５０μｍ、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも５００μｍまたは少なくとも１ｍｍによって別の層から分離され得る。いくつかの実施形態において、基材は、最高４０μｍ、最高５０μｍ、最高１００μｍ、最高２００μｍ、最高５００μｍ、最高１ｍｍ、最高２ｍｍ、最高３ｍｍ、最高４ｍｍまたは最高５ｍｍによって別の層から分離され得る。
【００７３】
いくつかの実施形態において、図１Ａの一実施形態に示されるように、微粒汚染物質を除去するように構成された層２０は、合体層３０の上流に位置し、そして合体層は、基材１０の上流に位置する。いくつかの実施形態において、合体層は、基材の下流に位置する。いくつかの実施形態において、フィルター媒体は、少なくとも２つの合体層を含み得、合体層の１つは、基材の下流に位置する。
【００７４】
いくつかの実施形態において、基材は、例えば、参照によって、媒体構造のその記載に関して本明細書に組み込まれる、０８／１０／２０１７出願の「Ｆｌｕｉｄ  Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」と題された同時係属の米国特許出願第６２／５４３，４５６号明細書に記載される構造を含むフローバイ（ｆｌｏｗ−ｂｙ）構造に含まれ得る。
【００７５】
いくつかの実施形態において、フィルター媒体は、フィルター素子に含まれることが可能である。フィルター媒体は、いずれかの適切な構造を有することができる。いくつかの実施形態において、フィルター素子は、スクリーンを含むことができる。いくつかの実施形態において、スクリーンは、基材の下流に位置することが可能である。
【００７６】
フィルター媒体は、いずれかの適切な構造を有し得る。例えば、フィルター媒体は、管状構造を有することができる。いくつかの実施形態において、フィルター媒体は、プリーツを含むことができる。
【００７７】
製造方法
本開示は、さらに材料の製造方法を記載する。いくつかの実施形態において、材料は、基材を含むフィルター媒体を含むことが可能である。材料、フィルター媒体、基材および／またはその表面は、所望のロールオフ角および／または所望の接触角を達成するためのいずれかの適切な方法によって処理されてよい。いくつかの実施形態において、材料、フィルター媒体、基材および／またはその表面を処理することは、材料、フィルター媒体、基材および／またはその表面の一部のみを処理することを含む。
【００７８】
いくつかの実施形態において、所望のロールオフ角および所望の接触角を達成するための処理は、基材の構造を変化させない。例えば、いくつかの実施形態において、処理は、基材の細孔の平均径および基材の通気性の少なくとも１つを変化させない。いくつかの実施形態において、処理は、５００倍拡大において観察する場合、媒体の外観を変えない。
【００７９】
硬化
いくつかの実施形態において、基材は、樹脂（例えば、変性樹脂）を含む。樹脂は、周知であり、かつ典型的に、フィルター基材の内部結合を改善するために使用される。
【００８０】
例えば、ＵＶ反応性樹脂または非ＵＶ反応性樹脂を含む、いずれの適切な樹脂も使用されてよい。樹脂は、例えば、部分的硬化樹脂（例えば、部分的硬化フェノール樹脂）を含んでよく、かつ樹脂の硬化は、基材の剛性を増加させるため、および／または使用の間の基材の崩壊を防ぐために実行されてよい。硬化は、所望のロールオフ角および所望の接触角を達成するための処理を実行する前に、あるいは所望のロールオフ角および所望の接触角を達成するための処理を実行した後に実行されてよい。例えば、基材が、樹脂とは別の層に存在する親水基含有ポリマーを含む場合、樹脂の硬化は、親水基含有ポリマーを含む層の形成前に、または親水基含有ポリマーを含む層の形成後に実行されてよい。いくつかの実施形態において、樹脂は、好ましくは、基材中に含浸される。
【００８１】
樹脂は、重合性モノマー、重合性オリゴマー、重合性ポリマーまたはその組合せ（例えば、そのブレンド、混合物またはコポリマー）を含むことができる。本明細書で使用される場合、硬化とは、樹脂の固化を意味し、そして樹脂成分の架橋および／または重合を含むことができる。いくつかの実施形態において、樹脂はポリマーを含み、そして硬化の間、ポリマーの分子量はポリマーの架橋のため増加する。
【００８２】
硬化は、例えば、基材の加熱を含む、いずれかの適切な手段によって実行されてよい。いくつかの実施形態において、硬化は、好ましくは、（例えば、フェノール樹脂を含む）樹脂を硬化するために十分な温度で、および時間で基材を加熱することによって実行される。いくつかの実施形態において、基材は、少なくとも５０℃、少なくとも７５℃、少なくとも１００℃または少なくとも１２５℃の温度で加熱され得る。いくつかの実施形態において、基材は、最高１２５℃、最高１５０℃、最高１７５℃または最高２００℃の温度で加熱され得る。いくつかの実施形態において、基材は、５０℃〜２００℃の範囲を有する温度まで加熱され得る。いくつかの実施形態において、基材は、少なくとも１分、少なくとも２分、少なくとも５分、少なくとも７分、少なくとも１０分または少なくとも１５分間加熱され得る。いくつかの実施形態において、基材は、最高８分、最高１０分、最高１２分、最高１５分、最高２０分または最高２５分間加熱され得る。いくつかの実施形態において、基材を１０分間、１５０℃で加熱することが好ましくなり得る。
【００８３】
ロールオフ角を改善するための基材の処理方法
いくつかの実施形態において、本開示は、表面のロールオフ角を改善するための基材の処理方法に関する。理論によって拘束されることを望まないが、開示された種々の方法は、水滴に対する表面の全体的な疎水性を維持しながら、表面の微細構造をより親水性にさせるように基材の表面特徴を変性することによってロールオフ角を改善すると考えられる。
【００８４】
種々の異なる方法には、以下に開示されたものが含まれる。
【００８５】
ＵＶ
いくつかの実施形態において、基材は、ＵＶ処理表面、すなわち、ＵＶ放射によって処理された表面を含む。そのような実施形態において、基材は、好ましくは、芳香族および／または不飽和成分を含む。
【００８６】
例えば、基材は、芳香族および／または不飽和成分を有する繊維性材料を含み得る。いくつかの実施形態において、基材は、ＵＶ反応性樹脂、すなわち、芳香族および／または不飽和成分を有する樹脂を含み得る。そのようなＵＶ反応性樹脂は、芳香族および／または不飽和成分を有する繊維性材料に加えて存在し得るか、あるいは芳香族および／または不飽和成分を有さない繊維性材料と組み合わせて使用され得る。
【００８７】
いくつかの実施形態において、基材は、好ましくは、例えば、フェノール樹脂を含む芳香族樹脂（すなわち、芳香族基を含有する樹脂）を含む。
【００８８】
いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、少なくとも０．２５センチ（ｃｍ）、少なくとも０．５ｃｍ、少なくとも０．７５ｃｍ、少なくとも１ｃｍ、少なくとも１．２５ｃｍ、少なくとも２ｃｍまたは少なくとも５ｃｍの供給源からの距離において基材に適用される。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、最高０．５ｃｍ、最高１ｃｍ、最高２ｃｍ、最高３ｃｍ、最高５ｃｍまたは最高１０ｃｍの供給源からの距離において基材に適用される。
【００８９】
いくつかの実施形態において、基材は、少なくとも２５０マイクロワットパー平方センチメートル（μＷ／ｃｍ２）、少なくとも３００μＷ／ｃｍ２、少なくとも５００μＷ／ｃｍ２、少なくとも１ミリワットパー平方センチメートル（ｍＷ／ｃｍ２）、少なくとも５ｍＷ／ｃｍ２、少なくとも１０ｍＷ／ｃｍ２、少なくとも１５ｍＷ／ｃｍ２、少なくとも２０ｍＷ／ｃｍ２、少なくとも２１ｍＷ／ｃｍ２または少なくとも２５ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ放射に曝露される。いくつかの実施形態において、基材は、最高２０ｍＷ／ｃｍ２、最高２１ｍＷ／ｃｍ２、最高２２ｍＷ／ｃｍ２、最高２５ｍＷ／ｃｍ２、最高３０ｍＷ／ｃｍ２、最高４０ｍＷ／ｃｍ２、最高５０ｍＷ／ｃｍ２、最高６０ｍＷ／ｃｍ２、最高７０ｍＷ／ｃｍ２、最高８０ｍＷ／ｃｍ２、最高９０ｍＷ／ｃｍ２、最高１００ｍＷ／ｃｍ２、最高１５０ｍＷ／ｃｍ２または最高２００ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ放射に曝露される。
【００９０】
いくつかの実施形態において、例えば、基材は、３００μＷ／ｃｍ２〜１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲のＵＶ放射に曝露される。
【００９１】
いくつかの実施形態において、例えば、基材は、３００μＷ／ｃｍ２〜２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲のＵＶ放射に曝露される。
【００９２】
いくつかの実施形態において、基材は、少なくとも１秒、少なくとも２秒、少なくとも３秒、少なくとも５秒、少なくとも１０秒、少なくとも３０秒、少なくとも１分、少なくとも２分、少なくとも３分、少なくとも４分、少なくとも５分、少なくとも７分、少なくとも９分、少なくとも１０分、少なくとも１１分、少なくとも１３分、少なくとも１５分、少なくとも１７分または少なくとも２０分間ＵＶ放射に曝露（すなわち、処理）される。いくつかの実施形態において、基材は、最高５秒、最高１０秒、最高３０秒、最高１分、最高２分、最高４分、最高５分、最高６分、最高８分、最高１０分、最高１２分、最高１４分、最高１５分、最高１６分、最高１８分、最高２０分、最高２２分、最高２４分、最高２５分、最高２６分、最高２８分または最高３０分間ＵＶ放射に曝露される。
【００９３】
いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、２秒〜２０分の範囲の時間で適用される。
【００９４】
いくつかの実施形態において、異なる波長のＵＶ放射が連続的に適用されてもよい。いくつかの実施形態において、異なる波長のＵＶ放射を同時に適用することが望ましいかもしれない。
【００９５】
理論によって拘束されることを望まないが、ＵＶ放射は、芳香族および／または不飽和成分を反応させ、そして化学的に変性させると考えられる。この反応は、接触角特性を十分に維持しながら、表面のロールオフ角を増加させる。
【００９６】
以下に開示されるものなどの追加の試薬が、基材中および／または上に存在する芳香族および／または不飽和成分の化学反応を促進し得ることが見出された。これらの追加の試薬は、ＵＶによる基材の処理の間に、個々に、連続的に、そして／または同時に使用されてよい。
【００９７】
ＵＶ＋酸素
いくつかの実施形態において、基材は、好ましくは、ＵＶ酸素処理表面、すなわち、酸素の存在下でＵＶ放射によって処理された表面を含む。酸素の存在下での処理は、例えば、酸素を含む大気空気中の処理、酸素含有環境中の処理、酸素豊富環境中の処理、または基材の中もしくは上に酸素を含む基材の処理を含むことができる。
【００９８】
いくつかの実施形態において、基材は、好ましくは、オゾンおよび酸素ラジカルを発生させるために十分な条件下、およびＵＶ放射の波長によって処理される。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射供給源は、好ましくは、低圧水銀ランプである。ＵＶ放射は、距離、強度および時間を含むＵＶ放射による処理に関する上記パラメーターのいずれかの組合せを使用して適用され得、かつ複数の波長が、連続または同時適用を使用して適用されてよい。
【００９９】
いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、Ｏ２から２つの酸素ラジカル（Ｏ・）を形成することが可能な波長を含む。酸素ラジカルは、Ｏ２と反応して、オゾン（Ｏ３）を形成することができる。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、少なくとも１６５ナノメートル（ｎｍ）、少なくとも１７０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも１８０ｎｍまたは少なくとも１８５ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、最高１９０ｎｍ、最高１９５ｎｍ、最高２００ｎｍ、最高２０５ｎｍ、最高２１０ｎｍ、最高２１５ｎｍ、最高２２０ｎｍ、最高２３０ｎｍまたは最高２４０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、１８０ｎｍ〜２１０ｎｍの範囲の波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、１８５ｎｍの波長を含む。
【０１００】
いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、オゾン（Ｏ３）を分離して、Ｏ２および酸素ラジカル（Ｏ・）を形成することができる波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２０５ｎｍ、少なくとも２１０ｎｍ、少なくとも２１５ｎｍ、少なくとも２２０ｎｍ、少なくとも２２５ｎｍ、少なくとも２３０ｎｍ、少なくとも２３５ｎｍ、少なくとも２４０ｎｍ、少なくとも２４５ｎｍまたは少なくとも２５０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、最高２６０ｎｍ、最高２６５ｎｍ、最高２７０ｎｍ、最高２７５ｎｍ、最高２８０ｎｍ、最高２８５ｎｍ、最高２９０ｎｍ、最高２９５ｎｍ、最高３００ｎｍ、最高３１０ｎｍまたは最高３２０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、２１０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲の波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、２５４ｎｍの波長を含む。
【０１０１】
ＵＶ＋オゾン
いくつかの実施形態において、基材は、ＵＶオゾン処理表面、すなわち、すなわち、オゾン（Ｏ３）の存在下でＵＶ放射によって処理された表面を含む。ＵＶ放射は、距離、強度および時間を含むＵＶ放射による処理に関する上記パラメーターのいずれかの組合せを使用して適用され得、かつ複数の波長が、連続または同時適用を使用して適用されてよい。
【０１０２】
オゾンの存在下での処理は、例えば、オゾン含有環境での処理、または環境内でのオゾン発生間の処理（例えば、コロナ放電による）を含むことができる。いくつかの実施形態において、オゾン含有環境はＯ２を含む。他の実施形態においてオゾン含有環境は、１０体積パーセント（体積％）未満のＯ２、５体積％未満のＯ２、２体積％未満のＯ２または１体積％未満のＯ２を含む。いくつかの実施形態において、オゾン含有環境は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性気体またはその混合物を含む。
【０１０３】
いくつかの実施形態において、オゾン含有環境は、少なくとも０．００５体積％のＯ３、少なくとも０．０１体積％のＯ３、少なくとも０．０５体積％のＯ３、少なくとも０．１体積％のＯ３、少なくとも０．５体積％のＯ３、少なくとも１体積％のＯ３、少なくとも２体積％のＯ３、少なくとも５体積％のＯ３、少なくとも１０体積％のＯ３または少なくとも１５体積％のＯ３を含む。いくつかの実施形態において、オゾン含有環境は、基材の表面においてより高いオゾン濃度を含む。このような濃度は、例えば、基材表面においてオゾンを導入することによって、（例えば、媒体の後方側面からオゾンが拡散することを可能にすることによって）達成することが可能である。いくつかの実施形態において、基材の表面において、またはその付近におけるオゾン濃度は、好ましくは、ＵＶ放射の存在下におけるオゾンの存在から酸素ラジカルを発生させるために十分である。
【０１０４】
いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、オゾン（Ｏ３）を分離して、Ｏ２および酸素ラジカル（Ｏ・）を形成することができる波長を含む。いくつかの実施形態において、例えば、オゾン含有環境が１０体積％未満のＯ２、５体積％未満のＯ２、２体積％未満のＯ２または１体積％以下Ｏ２を含む場合を含めて、ＵＶ放射は、少なくとも１６５ｎｍ、少なくとも１７０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも１８０ｎｍまたは少なくとも１８５ｎｍ、および最高２６０ｎｍ、最高２６５ｎｍ、最高２７０ｎｍ、最高２７５ｎｍ、最高２８０ｎｍ、最高２８５ｎｍまたは最高２９０ｎｍの波長を含むことができる。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、１８０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲の波長を含む。
【０１０５】
いくつかの実施形態において、オゾン含有環境が１８０ｎｍ〜２１０ｎｍの範囲のＵＶ放射を吸収するであろうＯ２を含む場合、ＵＶ放射は、好ましくは、少なくとも２１０ｎｍ、少なくとも２１５ｎｍ、少なくとも２２０ｎｍ、少なくとも２２５ｎｍ、少なくとも２３０ｎｍ、少なくとも２３５ｎｍ、少なくとも２４０ｎｍ、少なくとも２４５ｎｍまたは少なくとも２５０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、最高２６０ｎｍ、最高２６５ｎｍ、最高２７０ｎｍ、最高２７５ｎｍ、最高２８０ｎｍ、最高２８５ｎｍ、最高２９０ｎｍ、最高２９５ｎｍ、最高３００ｎｍ、最高３１０ｎｍまたは最高３２０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、２１０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲の波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、２５４ｎｍの波長を含む。
【０１０６】
ＵＶ＋Ｈ２Ｏ２
いくつかの実施形態において、基材は、ＵＶ−Ｈ２Ｏ２処理表面、すなわち、ＵＶ放射およびＨ２Ｏ２によって処理された表面を含む。いくつかの実施形態において、基材の表面および／または基材全体は、Ｈ２Ｏ２を含む溶液と接触して（例えば、それによってコーティングされ、かつ／またはその中に含浸されて）配置されてよい。いくつかの実施形態において、溶液は、少なくとも２０重量パーセント（重量％）のＨ２Ｏ２、少なくとも２５重量％のＨ２Ｏ２、少なくとも３０重量％のＨ２Ｏ２、少なくとも４０重量％のＨ２Ｏ２、少なくとも５０重量％のＨ２Ｏ２、少なくとも６０重量％のＨ２Ｏ２、少なくとも７０重量％のＨ２Ｏ２、少なくとも８０重量％のＨ２Ｏ２または少なくとも９０重量％のＨ２Ｏ２を含むことができる。いくつかの実施形態において、溶液は、最高３０重量％のＨ２Ｏ２、最高４０重量％のＨ２Ｏ２、最高５０重量％のＨ２Ｏ２、最高６０重量％のＨ２Ｏ２、最高７０重量％のＨ２Ｏ２、最高８０重量％のＨ２Ｏ２、最高９０重量％のＨ２Ｏ２または最高１００重量％のＨ２Ｏ２を有することができる。
【０１０７】
いくつかの実施形態において、基材は、少なくとも１０秒、少なくとも３０秒、少なくとも４５秒、少なくとも１分、少なくとも２分、少なくとも４分、少なくとも６分または少なくとも８分間、Ｈ２Ｏ２を含む溶液と接触して配置されてよい。いくつかの実施形態において、基材は、最高３０秒、最高４５秒、最高１分、最高２分、最高４分、最高６分、最高８分、最高１０分または最高３０分間、Ｈ２Ｏ２を含む溶液と接触していてもよい。
【０１０８】
いくつかの実施形態において、基材は、Ｈ２Ｏ２を含む溶液と接触している間にＵＶ放射によって処理されてもよい。いくつかの実施形態において、基材は、Ｈ２Ｏ２を含む溶液と接触した後、ＵＶ放射によって処理されてもよい。ＵＶ放射は、距離、強度および時間を含むＵＶ放射による処理に関する上記パラメーターのいずれかの組合せを使用して適用され得、かつ複数の波長が、連続または同時適用を使用して適用されてよい。
【０１０９】
基材は、ヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）を発生させるために十分なＵＶ放射によって処理されてもよい。基材は、表面をＨ２Ｏ２と接触させながら、表面がＨ２Ｏ２と接触した後、またはＨ２Ｏ２との接触の間および接触の後の両方にＵＶ放射によって処理されてもよい。
【０１１０】
いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、Ｏ２から２つの酸素ラジカル（Ｏ・）を形成することが可能な波長を含む。酸素ラジカルは、Ｏ２と反応して、オゾン（Ｏ３）を形成することができる。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、少なくとも１６５ｎｍ、少なくとも１７０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも１８０ｎｍまたは少なくとも１８５ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、最高１９０ｎｍ、最高１９５ｎｍ、最高２００ｎｍ、最高２０５ｎｍ、最高２１０ｎｍ、最高２１５ｎｍ、最高２２０ｎｍ、最高２３０ｎｍまたは最高２４０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、１８０ｎｍ〜２１０ｎｍの範囲の波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、１８５ｎｍの波長を含む。
【０１１１】
いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、オゾン（Ｏ３）を分離して、Ｏ２および酸素ラジカル（Ｏ・）を形成することができる波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２０５ｎｍ、少なくとも２１０ｎｍ、少なくとも２１５ｎｍ、少なくとも２２０ｎｍ、少なくとも２２５ｎｍ、少なくとも２３０ｎｍ、少なくとも２３５ｎｍ、少なくとも２４０ｎｍ、少なくとも２４５ｎｍまたは少なくとも２５０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、最高２６０ｎｍ、最高２６５ｎｍ、最高２７０ｎｍ、最高２７５ｎｍ、最高２８０ｎｍ、最高２８５ｎｍ、最高２９０ｎｍ、最高２９５ｎｍ、最高３００ｎｍ、最高３１０ｎｍまたは最高３２０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、２１０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲の波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、２５４ｎｍの波長を含む。
【０１１２】
いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３３０ｎｍ、少なくとも３４０ｎｍ、少なくとも３５０ｎｍ、少なくとも３５５ｎｍ、少なくとも３６０ｎｍまたは少なくとも３７０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、最高３５０ｎｍ、最高３６０ｎｍ、最高３７０ｎｍ、最高３７５ｎｍ、最高３８０ｎｍ、最高３８５ｎｍ、最高３９０ｎｍ、最高３９５ｎｍ、最高４００ｎｍ、最高４１０ｎｍまたは最高４２０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、３５０ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲の波長を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射は、３６０ｎｍの波長を含む。
【０１１３】
いくつかの実施形態において、Ｈ２Ｏ２を含む溶液と接触して配置された後、およびＵＶによって処理される前に、基材を乾燥させてもよい。いくつかの実施形態において、Ｈ２Ｏ２を含む溶液と接触して配置された後、およびＵＶによって処理された後に、基材を乾燥させてもよい。いくつかの実施形態において、基材をオーブン乾燥させてもよい。
【０１１４】
ＵＶ処理は（ＵＶ単独か、あるいは酸素、オゾンおよび／または過酸化水素と組み合わせたＵＶのいずれも）、基材が、芳香族および／または不飽和成分を含む場合、例えば、基材が、例えば、フェノール樹脂を含む、例えば、芳香族樹脂（例えば、芳香族基を含有する樹脂）を含むＵＶ反応性樹脂を含む場合を含めて、より効果的である。
【０１１５】
親水基含有ポリマーを含む基材
選択肢として、またはＵＶ処理に加えて、基材の表面特性は、性基材中および／または上の親水基含有ポリマーの包含によって変更され得る。いくつかの実施形態において、ＵＶ処理および親水基含有ポリマーの包含の両方が使用される場合、基材中に親水基含有ポリマーを含むこと、またはＵＶ処理の前に親水基含有ポリマーを含むように基材を変性させることは好ましくなり得る。
【０１１６】
いくつかの実施形態において、基材は、親水基含有ポリマーを含む。親水基含有ポリマーの親水基は、親水性のペンダント基またはポリマー主鎖中で繰り返される親水基あるいは両方を含むことができる。本明細書で使用される場合、「ペンダント基」は、ポリマー主鎖に共有結合しているが、ポリマー主鎖の一部を形成しない。いくつかの実施形態において、親水基は、ヒドロキシ、アミド、アルコール、アクリル酸、ピロリドン、メチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ドーパミンおよびエチレンイミンの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態において、親水性ペンダント基は、ヒドロキシ、アミド、アルコール、アクリル酸、ピロリドン、メチルエーテルおよびドーパミンの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態において、ポリマー主鎖中で繰り返される親水基は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ドーパミンおよびエチレンイミンの少なくとも１つを含む。
【０１１７】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーを含む基材は、その上に配置された親水基含有ポリマーを有する表面を含み得る。いくつかの実施形態において、基材は、好ましくは、親水基含有ポリマーを含む層を含む。いくつかの実施形態において、その上に配置された親水基含有ポリマーを有する表面、またはいくつかの実施形態において、親水基含有ポリマー含有層は、好ましくは、本明細書に記載される（ロールオフ角および接触角を含む）所望の特性を有する基材の表面を形成する。
【０１１８】
層は、いずれかの適切な方法を使用して形成され得る。例えば、層は、例えば、予備重合させたポリマーを含むポリマーを適用することによって形成することが可能である。加えて、または代わりに、層は、モノマー、オリゴマー、ポリマーまたはその組合せ（例えば、そのブレンド、混合物またはコポリマー）を適用し、次いで、モノマー、オリゴマー、ポリマーまたはその組合せを重合させて、ポリマー、コポリマーまたはその組合せを形成することによって形成することが可能である。いくつかの実施形態において、ポリマーは、酸化または還元重合を使用して、溶液から析出させてもよい。
【０１１９】
いくつかの実施形態において、層は、例えば、プラズマ析出コーティング、ロール−ツー−ロールコーティング、ディップコーティングおよび／またはスプレーコーティングを含む、いずれかの適切なコーティング法を使用して形成されてもよい。スプレーコーティングとしては、例えば、空気圧スプレー、静電スプレーなどが含まれ得る。いくつかの実施形態において、表面はラミネートされてもよい。いくつかの実施形態において、層は、基材上にポリマーを紡糸することによって形成されてもよい。基材上へのポリマーの紡糸としては、例えば、基材上へのポリマーの電界紡糸、あるいは湿式紡糸、乾式紡糸、溶融紡糸、ゲル紡糸、ジェット紡糸、マグネトスピニングなどによって基材上にポリマーを析出させることが含まれ得る。基材上へのポリマーの紡糸によって、いくつかの実施形態において、ポリマーナノ繊維が形成され得る。加えて、または代わりに、基材上へのポリマーの紡糸は、基材ですでに存在する繊維をコーティングし得る。いくつかの実施形態において、ポリマーが、基材上にポリマー溶液を乾式紡糸することによって析出させられる場合を含めて、空気、電界、遠心力、磁界などを含む１つまたはそれ以上の推進力が、個々に、または組合せで使用されてもよい。
【０１２０】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、極性官能基を含む。
【０１２１】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、親水性ポリマーである。
【０１２２】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、水中に溶解することが不可能である（例えば、それは親水性ポリマーではない）が、むしろ、水中に溶解することが可能であるペンダント基（例えば、親水性ペンダント基）または水中に溶解することが可能であるポリマー主鎖内で繰り返される基（例えば、ポリマー主鎖内で繰り返される親水基）の少なくとも１つを含む。
【０１２３】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、ヒドロキシル化メタクリレートポリマーを含む。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、フッ素基を含まない。
【０１２４】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、フルオロポリマーを含まない。本明細書で使用される場合、フルオロポリマーは、少なくとも５％のフッ素、少なくとも１０％のフッ素、少なくとも１５％のフッ素または少なくとも２０％のフッ素を含むポリマーを意味する。
【０１２５】
いくつかの実施形態において、親水性器含有ポリマーとしては、例えば、ポリ（２−ヒドロキシプロピルメタクリレート）、ポリ（３−ヒドロキシプロピルメタクリレート）またはその混合物を含むポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）（ＰＨＰＭ）；ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭ）；ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）（Ｐ２Ｅ２Ｏ）；ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）；四級化ポリエチレンイミン；またはポリ（ドーパミン）；あるいはその組合せ（例えば、そのブレンド、混合物またはコポリマー）を含むことができる。
【０１２６】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、層形成の間、黄梅中に分散および／または溶解されることが可能である。いくつかの実施形態において、溶媒は、好ましくは、親水基含有ポリマーを溶解するが、基材または基材のいずれかの成分を溶解しない。いくつかの実施形態において、溶媒は、好ましくは、無毒性である。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、好ましくは、炭化水素流体中に不溶解性である。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、好ましくは、トルエン中に不溶解性である。
【０１２７】
いくつかの実施形態において、溶媒は、高い誘電率を有する溶媒である。溶媒は、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、（同じくイソプロプルアルコール（ＩＰＡ）とも呼ばれる）イソプロパノール、ブタノール（その異性体構造のそれぞれを含む）、ブタノン（その異性体構造のそれぞれを含む）、アセトン、エチレングリコール、ジメチルホルムアミド、酢酸エチル、水などを含むことができる。
【０１２８】
溶媒中の親水基含有ポリマーの濃度は、ポリマーの分子量に基づいて選択することができる。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、少なくとも０．２５パーセント（％）重量／体積（ｗ／ｖ）、少なくとも０．５％（ｗ／ｖ）、少なくとも０．７５％（ｗ／ｖ）、少なくとも１．０％（ｗ／ｖ）、少なくとも１．２５％（ｗ／ｖ）、少なくとも１．５％（ｗ／ｖ）、少なくとも１．７５％（ｗ／ｖ）、少なくとも２．０％（ｗ／ｖ）、少なくとも３％（ｗ／ｖ）、少なくとも５％（ｗ／ｖ）、少なくとも１０％（ｗ／ｖ）、少なくとも２０％（ｗ／ｖ）、少なくとも３０％（ｗ／ｖ）、少なくとも４０％（ｗ／ｖ）または少なくとも５０％（ｗ／ｖ）の濃度で溶媒中に存在し得る。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、最高０．５％（ｗ／ｖ）、最高０．７５％（ｗ／ｖ）、最高１．０％（ｗ／ｖ）、最高１．２５％（ｗ／ｖ）、最高１．５％（ｗ／ｖ）、最高１．７５％（ｗ／ｖ）、最高２．０％（ｗ／ｖ）、最高３％（ｗ／ｖ）、最高４％（ｗ／ｖ）、最高５％（ｗ／ｖ）、最高１０％（ｗ／ｖ）、最高１５％（ｗ／ｖ）、最高２０％（ｗ／ｖ）、最高３０％（ｗ／ｖ）、最高４０％（ｗ／ｖ）、最高５０％（ｗ／ｖ）または最高６０％（ｗ／ｖ）の濃度で溶媒中に存在し得る。
【０１２９】
いくつかの実施形態において、例えば、ディップコーティングによる親水基含有ポリマーの析出を含めて、ポリマーは、０．５％（ｗ／ｖ）〜４％（ｗ／ｖ）の範囲の濃度で溶媒中に存在し得る。
【０１３０】
いくつかの実施形態において、例えば、ディップコーティングによる親水基含有ポリマーの析出を含めて、ポリマーは、０．５％（ｗ／ｖ）〜１％（ｗ／ｖ）の範囲の濃度で溶媒中に存在し得る。
【０１３１】
いくつかの実施形態において、例えば、電界紡糸による親水基含有ポリマーの析出を含めて、ポリマーは、５％（ｗ／ｖ）〜３０％（ｗ／ｖ）の範囲の濃度で溶媒中に存在し得る。
【０１３２】
いくつかの実施形態において、層はディップコーティングを使用して形成され得る。ディップコーティングは、例えば、Ｃｈｅｍａｔ  ＤｉｐＭａｓｔｅｒ  ５０  ディップコーターを使用することによって達成可能である。いくつかの実施形態において、層は、１、２、３回またはそれ以上、基材をディップコーティングすることによって形成され得る。いくつかの実施形態において、基材はディップコーティングされ、１８０度回転され、そして再びディップコーティングされてよい。いくつかの実施形態において、基材は、親水基含有ポリマーを含む分散体中に含浸され、毎分５０ミリメートル（ｍｍ／分）の速度で引き上げられてよい。いくつかの実施形態において、分散体は、好ましくは、溶液である。
【０１３３】
いくつかの実施形態において、層は電界紡糸を使用して形成されてもよい。例えば、米国特許第２０１６００４７０６２Ａ１号明細書に記載されるように、電界紡糸が達成されてもよい。
【０１３４】
いくつかの実施形態において、例えば、親水基含有ポリマーがポリ（ドーパミン）を含む場合を含めて、親水基含有ポリマーは、酸化または還元重合を使用して溶液から析出されてもよい。例えば、ポリ（ドーパミン）を含む層は、ドーパミンの酸化重合から調製され得る。
【０１３５】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーを含む層は、少なくとも０．５オングストローム（Å）、少なくとも１Å、少なくとも５Å、少なくとも８Å、少なくとも１０Å、少なくとも１２Å、少なくとも１４Å、少なくとも１６Å、少なくとも１８Å、少なくとも２０Å、少なくとも２５Å、少なくとも３０Åまたは少なくとも５０Åの厚さを有する。
【０１３６】
いくつかの実施形態において、溶媒は、例えば、ディップコーティング手順の後を含めて、層形成の後に除去されてよい。溶媒は、例えば、オーブンを使用しての乾燥を含むエバポレーションによって、除去されてもよい。
【０１３７】
いくつかの実施形態において、帯電コーティングが（例えば、四級化、電気化学的酸化または還元によって）形成されてもよく、かつ／またはコーティングは、帯電ポリマーを含んでもよい。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーを含む層は、層の形成後に変化されてもよい。例えば、親水基含有ポリマーは、四級化されてもよい。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、ポリマー層を酸によって処理することによって四級化することができる。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、酸を含む溶液中に親水基含有ポリマー層を含む基材を浸漬することによって四級化することができる。いくつかの実施形態において、酸はＨＣｌであることが可能である。
【０１３８】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーおよび／またはコーティングは無水マレイン酸によって処理されてもよい。
【０１３９】
いくつかの実施形態において、基材は、その中に配置された親水基含有ポリマーを含み得る。基材が変性樹脂を含む場合、ポリマーは、変性樹脂とは化学的に別である。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、変性樹脂と同時に適用されてもよい。例えば、親水基含有ポリマーは、変性樹脂が基材に適用される前に、−変性樹脂と混合されてもよい。
【０１４０】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは架橋されていてもよい。いくつかの実施形態において、例えば、親水基含有ポリマーが基材上に層を形成する場合、ポリマーは、コーティングまたは電界紡糸のために使用されるポリマー分散体中に架橋剤を含むことによって架橋され得る。いくつかの実施形態において、例えば、ポリマーが基材中に分散される場合を含めて、親水基含有ポリマーは、親水基含有ポリマーを導入するために使用される分散体中に架橋剤を含むことによって架橋され得る。いくつかの実施形態において、分散体は、好ましくは、溶液である。
【０１４１】
親水基含有ポリマーと一緒に使用するために適切ないずれかの架橋剤が選択されてよい。例えば、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＤＡＭＯ−Ｔ）は、ＰＨＥＭのための架橋剤として使用され得る。例えば、（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランまたはポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）は、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）のための架橋剤として使用され得る。一級または二級アミン基を含む親水基含有ポリマーは、例えば、カルボン酸（アジピン酸）、アルデヒド（例えば、グルテルアルデヒド）、ケトン、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂などを含む化合物によって架橋可能である。別の例において、一級または二級アルコール気を含有する親水基含有ポリマーは、例えば、カルボン酸（アジピン酸）、イソシアネート（トルエンジイソシアナート）、有機シラン（テトラメトキシシラン）、チタン（ＩＶ）錯体（テトラブチルチタネート）、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂などを含む化合物によって架橋可能である。
【０１４２】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーの架橋は、親水基含有ポリマーおよび架橋剤を熱に暴露することによって促進され得る。熱は、例えば、オーブン中で基材を加熱すること、赤外線ランプに基材を曝露すること、基材を蒸気に曝露すること、または加熱されたローラーで基材を処理することを含む、いずれかの適切な方法によって適用され得る。親水基含有ポリマー、架橋剤および基材との使用のために適切な時間および温度のいずれの組合せも使用され得る。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーおよび架橋剤は、少なくとも８０℃、少なくとも９０℃、少なくとも１００℃、少なくとも１１０℃、少なくとも１２０℃、少なくとも１３０℃、少なくとも１４０℃、少なくとも１５０℃、少なくとも１６０℃、少なくとも１７０℃、少なくとも１８０℃または少なくとも１９０℃の温度に曝露され得る。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーおよび架橋剤は、最高１４０℃、最高１５０℃、最高１６０℃、最高１７０℃、最高１８０℃、最高１９０℃、最高２００℃、最高２１０℃、最高２２０℃、最高２３０℃、最高２４０℃、最高２６０℃、最高２８０℃または最高３００℃の温度に曝露され得る。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーおよび架橋剤は、少なくとも１５秒、少なくとも３０秒、少なくとも６０秒、少なくとも１２０秒、少なくとも２分、少なくとも５分、少なくとも１０分または少なくとも１時間、熱処理に曝露され得る。いくつかの実施形態において、媒体は、最高２分、最高３分、最高５分、最高１０分、最高１５分、最高２０分、最高１時間、最高２時間、最高２４時間または最高２日間、熱に曝露され得る。例えば、いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、親水基含有ポリマーおよび架橋剤を少なくとも１００℃および最高１５０℃の温度で、１５秒間〜１５分間加熱することによって架橋され得る。別の例において、いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、親水基含有ポリマーおよび架橋剤を少なくとも８０℃および最高２００℃の温度で、１５秒間〜１５分間加熱することによって架橋され得る。
【０１４３】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、焼鈍しされてもよい。本明細書で使用される場合、「焼鈍し」には、親水基含有ポリマーを、親水基含有ポリマー中の官能基を再配向する目的および／または親水基含有ポリマーの結晶化度を増加させる目的の環境に暴露することが含まれる。親水基含有ポリマーの架橋が、親水基含有ポリマーおよび架橋剤を熱に暴露することによって促進される場合、親水基含有ポリマーは、架橋の前、架橋の間または架橋の後に焼鈍しされ得る。いくつかの実施形態において、親水基含有の架橋が、親水基含有ポリマーおよび架橋剤を熱に暴露することによって促進される場合、親水基含有ポリマーは、好ましくは、架橋の間または架橋の後に焼鈍しされ得る。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーは、好ましくは、架橋の後に焼鈍しされ得る。
【０１４４】
いくつかの実施形態において、焼鈍しは、極性溶媒の存在下で、親水性含有ポリマーを含む基材を加熱することを含む。例えば、焼鈍しは、極性溶媒の存在下で、親水基含有ポリマーを含有し、かつ／または親水基含有ポリマーによってコーティングされた基材を含浸させることを含み得る。加えて、または代わりに、焼鈍しは、親水基含有ポリマーを含有し、かつ／または親水基含有ポリマーによってコーティングされた基材を、蒸気の形態の極性溶媒に暴露することを含み得る。いくつかの実施形態において、例えば、親水基含有ポリマー層が、ポリマー溶液中に基材をディップコーティングすることによって適用される場合を含めて、ポリマー溶液は極性溶媒を含み得、かつ加熱およびその後の基材からの極性溶媒のエバポレーションによってポリマー層は焼鈍しされ得る。
【０１４５】
焼鈍しに適切な極性溶媒としては、例えば、水またはアルコールが含まれ得る。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｔ−ブタノールなどが含まれ得る。他の適切な極性溶媒としては、例えば、アセトン、酢酸エチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などが含まれ得る。
【０１４６】
いくつかの実施形態において、焼鈍しは、親水基含有ポリマーの少なくともガラス転移温度（Ｔｇ）の温度に基材を暴露することを含む。いくつかの実施形態において、焼鈍しは、親水基含有ポリマーの少なくともＴｇの温度を有する溶媒に基材を暴露することを含む。
【０１４７】
いくつかの実施形態において、例えば、焼鈍しが、極性溶媒中での親水基含有ポリマーコーティング基材を含浸させることを含む場合を含めて、極性溶媒は、少なくとも５０℃、少なくとも５５℃、少なくとも６０℃、少なくとも６５℃、少なくとも７０℃、少なくとも７５℃、少なくとも８０℃、少なくとも８５℃、少なくとも９０℃、少なくとも９５℃、少なくとも１００℃、少なくとも１１０℃、少なくとも１２０℃、少なくとも１３０℃、少なくとも１４０℃または少なくとも１５０℃である。いくつかの実施形態において、極性溶媒は、最高９０℃、最高９５℃、最高１００℃、最高１０５℃、最高１１０℃、最高１１５℃、最高１２０℃、最高１３０℃、最高１４０℃、最高１５０℃または最高２００℃である。いくつかの実施形態において、媒体は、少なくとも１０秒、少なくとも３０秒、少なくとも６０秒、少なくとも９０秒、少なくとも１２０秒、少なくとも１５０秒または少なくとも１８０秒間、極性溶媒中に含浸される。いくつかの実施形態において、媒体は、最高６０秒、最高１２０秒、最高１５０秒、最高１８０秒、最高３分または最高５分間、極性溶媒中に含浸される。いくつかの実施形態において、極性溶媒は、好ましくは、水であってよい。例えば、いくつかの実施形態において、焼鈍しは、９０℃の水中で少なくとも１０秒間および最高５分間、親水基含有ポリマーコーティング媒体を含浸させることを含む。
【０１４８】
理論によって拘束されることを望まないが、その上に配置された親水基含有ポリマーを有するか、またはその中に配置された親水基含有ポリマーを含む基材の表面は、基材表面上の中断のため、上記される（ロールオフ角および接触角を含む）所望の特性を有し得ると考えられる。したがって、いくつかの実施形態において、基材は、繊維の混合物を含み得る。いくつかの実施形態において、基材は、非ポリマーおよびポリマー繊維の両方ならびに／または２種の異なる種類のポリマー繊維を含み得る。例えば、基材は、ナイロンで不連続に包囲されたポリエステル繊維および／またはポリエステルで不連続に包囲されたナイロン繊維を含むことが可能である。加えて、または代わりに、基材は、全表面を形成する場合に親水性表面を形成するだろう繊維を含み得、かつ全表面を形成する場合に疎水性表面を形成するだろう繊維を含み得る。
【０１４９】
いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーコーティングを含む基材またはその上に配置された親水基含有ポリマーを含む基材を含む、親水基含有ポリマーを含む基材は、好ましくは、安定している。いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーを含む基材の安定性は、無水マレイン酸によって処理すること、親水基含有ポリマーを焼鈍しすることおよび／または親水基含有ポリマーを架橋することによって増加し得る。理論によって拘束されることを望まないが、いくつかの実施形態において、親水基含有ポリマーを含む基材の安定性は、例えば、架橋を含めて、親水基含有ポリマーの溶解性を減少させることによって増加すると考えられる。再び、理論によって拘束されることを望まないが、いくつかの実施形態において、基材の安定性は、例えば、焼鈍しを含めて、基材の表面上のポリマーの親水性ペンダント基（例えば、ヒドロキシル基）の接近性を増加させることによって増加すると考えられる。
【０１５０】
処理された基材および使用
いくつかの実施形態において、本開示は、基材の表面をＵＶ放射に曝露することを含む方法によって入手可能な基材を含むフィルター媒体に関する。基材は、芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含む。
【０１５１】
いくつかの実施形態において、基材の表面は、好ましくは、処理の前に、本明細書にさらに記載されるように、少なくとも９０度の接触角を有する。
【０１５２】
いくつかの実施形態において、ＵＶ放射に基材の表面を暴露することは、本明細書にさらに記載されるように、酸素の存在下でＵＶ放射に表面を暴露することを含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ放射に基材の表面を暴露することは、本明細書にさらに記載されるように、Ｈ２Ｏ２およびオゾンの少なくとも１種の存在下でＵＶ放射に表面を暴露することを含む。いくつかの実施形態において、基材は、ＵＶ反応性樹脂、すなわち、芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含む樹脂を含む。いくつかの実施形態において、ＵＶ反応性樹脂は、フェノール樹脂を含む。
【０１５３】
いくつかの実施形態において、本開示は、基材の表面上で親水基含有ポリマーを配置することを含む方法によって入手可能な基材を含むフィルター媒体に関する。
【０１５４】
いくつかの実施形態において、基材の表面は、好ましくは、処理の前に、本明細書にさらに記載されるように、少なくとも９０度の接触角を有する。
【０１５５】
いくつかの実施形態において、本開示は、芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含む基材の表面のロールオフ角を改善するためのＵＶ放射の使用に関する。
【０１５６】
いくつかの実施形態において、使用は、芳香族樹脂を含む基材によって特徴づけられる。
【０１５７】
いくつかの実施形態において、使用は、フェノール樹脂を含む基材によって特徴づけられる。
【０１５８】
いくつかの実施形態において、使用は、酸素、オゾンおよびＨ２Ｏ２の少なくとも１種の存在下でのＵＶ放射の使用によって特徴づけられる。
【０１５９】
いくつかの実施形態において、本開示は、基材のロールオフ角を改善するためのＵＶ放射への芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種の暴露によって入手可能な基材の使用に関する。
【０１６０】
いくつかの実施形態において、使用は、基材のロールオフ角を改善するためのＵＶ放射へのＵＶ反応性樹脂の暴露によって入手可能な基材の使用に関する。
【０１６１】
いくつかの実施形態において、使用は、基材のロールオフ角を改善するためのＵＶ放射への芳香族樹脂の暴露によって入手可能な基材の使用に関する。
【０１６２】
いくつかの実施形態において、使用は、基材のロールオフ角を改善するためのＵＶ放射へのフェノール樹脂の暴露によって入手可能な基材の使用に関する。
【０１６３】
いくつかの実施形態において、使用は、酸素、オゾンおよびＨ２Ｏ２の少なくとも１種の存在下でのＵＶ放射への曝露によって特徴づけられる。
【０１６４】
本開示は、基材のロールオフ角を改善するための親水基含有ポリマーの使用に関する。
【０１６５】
本開示は、基材のロールオフ角を改善するための親水性ポリマーの使用にさらに関する。
【０１６６】
これらの使用のいくつかの実施形態において、基材は、好ましくは、本明細書にさらに記載されるように、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有するフィルター基材を含むフィルター基材である。
【０１６７】
これらの使用のいくつかの実施形態において、基材は、好ましくは、本明細書にさらに記載されるように、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有するフィルター基材を含むフィルター基材である。
【０１６８】
代表的なフィルター媒体の実施形態
実施形態１．基材を含むフィルター媒体であって、基材が、
表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、５０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を含む、フィルター媒体。
【０１６９】
実施形態２．表面が、６０度〜９０度の範囲、７０度〜９０度の範囲または８０度〜９０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態１のフィルター媒体。
【０１７０】
実施形態３．基材を含むフィルター媒体であって、基材が、
表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、４０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を含む、フィルター媒体。
【０１７１】
実施形態４．表面が、５０度〜９０度の範囲、６０度〜９０度の範囲、７０度〜９０度の範囲または８０度〜９０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態３のフィルター媒体。
【０１７２】
実施形態５．表面が、ＵＶ処理表面を含む、実施形態１〜４のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１７３】
実施形態６．表面が、ＵＶ−酸素処理表面を含む、実施形態１〜５のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１７４】
実施形態７．表面が、ＵＶ−オゾン処理表面を含む、実施形態１〜６のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１７５】
実施形態８．表面が、ＵＶ−Ｈ２Ｏ２処理表面を含む、実施形態１〜７のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１７６】
実施形態９．基材が、親水基含有ポリマーを含む、実施形態１〜８のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１７７】
実施形態１０．表面が、その上に配置された親水基含有ポリマーを含む、実施形態１〜９のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１７８】
実施形態１１．親水基含有ポリマーが、親水性ペンダント基を含む、実施形態９または１０のいずれかのフィルター媒体。
【０１７９】
実施形態１２．親水基含有ポリマーが、ポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）（ＰＨＰＭ）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭ）、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）（Ｐ２Ｅ２Ｏ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、四級化ポリエチレンイミン、ポリ（ドーパミン）またはその組合せを含む、実施形態９〜１１のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１８０】
実施形態１３．親水基含有ポリマーが、親水性ポリマーを含む、実施形態９〜１２のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１８１】
実施形態１４．親水基含有ポリマーが、帯電ポリマーを含む、実施形態９〜１３のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１８２】
実施形態１５．親水基含有ポリマーが、ヒドロキシル化メタクリレートポリマーを含む、実施形態９〜１４のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１８３】
実施形態１６．親水基含有ポリマーが、フルオロポリマーを含まない、実施形態９〜１５のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１８４】
実施形態１７．基材を含むフィルター媒体であって、
基材が、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、５０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を含み、かつ
表面が、ポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）（ＰＨＰＭ）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭ）、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）（Ｐ２Ｅ２Ｏ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、四級化ポリエチレンイミン、ポリ（ドーパミン）またはその組合せを含む、フィルター媒体。
【０１８５】
実施形態１８．表面が、６０度〜９０度の範囲、７０度〜９０度の範囲または８０度〜９０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態１７のフィルター媒体。
【０１８６】
実施形態１９．基材を含むフィルター媒体であって、
基材が、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、４０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を含み、かつ
表面が、ポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）（ＰＨＰＭ）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭ）、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）（Ｐ２Ｅ２Ｏ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、四級化ポリエチレンイミン、ポリ（ドーパミン）またはその組合せを含む、フィルター媒体。
【０１８７】
実施形態２０．表面が、５０度〜９０度の範囲、６０度〜９０度の範囲、７０度〜９０度の範囲または８０度〜９０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態１９のフィルター媒体。
【０１８８】
実施形態２１．基材が、セルロース、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ガラスまたはその組合せを含む、実施形態１〜２０のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１８９】
実施形態２２．基材が、芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含む、実施形態１〜２１のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１９０】
実施形態２３．基材が、変性樹脂を含む、実施形態１〜２２のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１９１】
実施形態２４．基材が、ＵＶ反応性樹脂を含む、実施形態１〜２３のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１９２】
実施形態２５．基材が、フェノール樹脂を含む、実施形態１〜２４のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１９３】
実施形態２６．基材が、最高２ｍｍの平均径を有する細孔を含む、実施形態１〜２５のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１９４】
実施形態２７．基材が、最高４０μｍの平均径を有する細孔を含む、実施形態１〜２６のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１９５】
実施形態２８．基材が、少なくとも１５％の多孔性および最高９９％の多孔性である、実施形態１〜２７のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１９６】
実施形態２９．フィルター媒体が、基材の上流に位置する合体層をさらに含む、実施形態１〜２８のいずれか１つのフィルター媒体。
【０１９７】
実施形態３０．合体層が、平均径を有する細孔を含み、かつ基材が、平均径を有する細孔を含み、かつ基材の細孔の平均径が、合体層の細孔の平均径より大きい、実施形態２９のフィルター媒体。
【０１９８】
実施形態３１．基材が、平均径を有する細孔を含み、かつ平均径を有する液滴が、合体層の上流側面で形成し、かつさらに基材の細孔の平均径が、液滴の平均径より大きい、実施形態２９または３０のいずれかのフィルター媒体。
【０１９９】
実施形態３２．基材が安定である、実施形態１〜３１のいずれか１つのフィルター媒体。
【０２００】
代表的な処理方法の実施形態
実施形態１．表面を含む材料の処理方法であって、
表面を処理して、処理表面を形成すること
を含み、
処理表面が、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、５０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、方法。
【０２０１】
実施形態２．処理表面が、６０度〜９０度の範囲、７０度〜９０度の範囲または８０度〜９０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態１の方法。
【０２０２】
実施形態３．表面を含む材料の処理方法であって、
表面を処理して、処理表面を形成すること
を含み、
処理表面が、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、４０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、方法。
【０２０３】
実施形態４．処理表面が、５０度〜９０度の範囲、６０度〜９０度の範囲、７０度〜９０度の範囲または８０度〜９０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態３の方法。
【０２０４】
実施形態５．表面の処理が、紫外線（ＵＶ）放射に表面を暴露することを含む、実施形態１〜４のいずれか１つの方法。
【０２０５】
実施形態６．表面の処理が、酸素の存在下で、紫外線（ＵＶ）放射に表面を暴露することを含み、かつＵＶ放射が、１８０ｎｍ〜２１０ｎｍの範囲の第１の波長および２１０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲の第２の波長を含む、実施形態５の方法。
【０２０６】
実施形態７．ＵＶ放射が、１８５ｎｍの波長を含む、実施形態１〜６のいずれか１つの方法。
【０２０７】
実施形態８．ＵＶ放射が、２５４ｎｍの波長を含む、実施形態１〜７のいずれか１つの方法。
【０２０８】
実施形態９．表面の処理が、Ｈ２Ｏ２に表面を暴露することを含む、実施形態１〜８のいずれか１つの方法。
【０２０９】
実施形態１０．表面の処理が、３５０ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲の波長を含む紫外線（ＵＶ）放射に表面を暴露することを含む、実施形態１〜９のいずれか１つの方法。
【０２１０】
実施形態１１．表面の処理が、オゾンの存在下で、紫外線（ＵＶ）放射に表面を暴露することを含む、実施形態１〜１０のいずれか１つの方法。
【０２１１】
実施形態１２．表面の処理が、３００μＷ／ｃｍ２〜２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲でＵＶ放射に表面を暴露することを含む、実施形態１〜１１のいずれか１つの方法。
【０２１２】
実施形態１３．表面の処理が、２秒〜２０分間の範囲の時間でＵＶ放射に表面を暴露することを含む、実施形態１〜１２のいずれか１つの方法。
【０２１３】
実施形態１４．表面の処理が、表面上に親水基含有ポリマーを含む層を形成することを含む、実施形態１〜１３のいずれか１つの方法。
【０２１４】
実施形態１５．親水基含有ポリマーが、ポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）（ＰＨＰＭ）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭ）、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）（Ｐ２Ｅ２Ｏ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、四級化ポリエチレンイミン、ポリ（ドーパミン）またはその組合せを含む、実施形態１４の方法。
【０２１５】
実施形態１６．親水基含有ポリマーが、親水性ポリマーを含む、実施形態１４または１５のいずれかの方法。
【０２１６】
実施形態１７．親水基含有ポリマーが、親水性ペンダント基を含む、実施形態１４〜１６のいずれか１つの方法。
【０２１７】
実施形態１８．親水基含有ポリマーが、ヒドロキシル化メタクリレートポリマーを含む、実施形態１４〜１７のいずれか１つの方法。
【０２１８】
実施形態１９．親水基含有ポリマーが、フルオロポリマーを含まない、実施形態１４〜１８のいずれか１つの方法。
【０２１９】
実施形態２０．層が、帯電層を含む、実施形態１４〜１９のいずれか１つの方法。
【０２２０】
実施形態２１．親水基含有ポリマーを含む層の形成が、親水基含有ポリマーを含む溶液中での材料のディップコーティングを含む、実施形態１４〜２０のいずれか１つの方法。
【０２２１】
実施形態２２．親水基含有ポリマーを含む溶液が、架橋剤をさらに含む、実施形態２１の方法。
【０２２２】
実施形態２３．架橋剤が、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＤＡＭＯ−Ｔ）、３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランおよびポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）の少なくとも１種を含む、実施形態２２の方法。
【０２２３】
実施形態２４．表面上での親水基含有ポリマーを含む層の形成が、表面上への親水基含有ポリマーを含む溶液の電界紡糸を含む、実施形態１４〜２０のいずれか１つの方法。
【０２２４】
実施形態２５．表面上での親水基含有ポリマーを含むナノ繊維の形成をさらに含む、実施形態２４の方法。
【０２２５】
実施形態２６．親水基含有ポリマーを含む溶液が、架橋剤をさらに含む、実施形態２４または２５のいずれかの方法。
【０２２６】
実施形態２７．架橋剤が、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＤＡＭＯ−Ｔ）、３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランおよびポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）の少なくとも１種を含む、実施形態２６の方法。
【０２２７】
実施形態２８．親水基含有ポリマーを架橋することをさらに含む、実施形態１４〜２７のいずれか１つの方法。
【０２２８】
実施形態２９．親水基含有ポリマーの架橋が、親水基含有ポリマーがコーティングされた材料を、８０℃〜２００℃の範囲の温度で、３０秒〜１５分間加熱することを含む、実施形態２８の方法。
【０２２９】
実施形態３０．親水基含有ポリマーを焼鈍しすることをさらに含む、実施形態１４〜２９のいずれか１つの方法。
【０２３０】
実施形態３１．親水基含有ポリマーの焼鈍しが、少なくとも１０秒間、溶媒中に親水基含有ポリマーがコーティングされた材料を含浸させることを含み、溶媒の温度が、少なくとも親水基含有ポリマーのガラス転移温度である、実施形態３０の方法。
【０２３１】
実施形態３２．材料が、フィルター媒体を含む、実施形態１〜３１のいずれか１つの方法。
【０２３２】
実施形態３３．フィルター媒体が、基材を含む、実施形態３２の方法。
【０２３３】
実施形態３４．材料が、セルロース、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ガラスまたはその組合せを含む、実施形態１〜３３のいずれか１つの方法。
【０２３４】
実施形態３５．材料が、芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含む、実施形態１〜３４のいずれか１つの方法。
【０２３５】
実施形態３６．材料が、変性樹脂を含む、実施形態１〜３５のいずれか１つの方法。
【０２３６】
実施形態３７．材料が、ＵＶ反応性樹脂を含む、実施形態１〜３６のいずれか１つの方法。
【０２３７】
実施形態３８．材料が、フェノール樹脂を含む、実施形態１〜３７のいずれか１つの方法。
【０２３８】
実施形態３９．材料が、最高２ｍｍの平均径を有する細孔を含む、実施形態１〜３８のいずれか１つの方法。
【０２３９】
実施形態４０．材料が、４０μｍ〜５０μｍの範囲の平均径を有する細孔を含む、実施形態１〜３９のいずれか１つの方法。
【０２４０】
実施形態４１．材料が、少なくとも１５％の多孔性および最高９９％の多孔性である、実施形態１〜４０のいずれか１つの方法。
【０２４１】
実施形態４２．処理表面が安定である、実施形態１〜４１のいずれか１つの方法。
【０２４２】
実施形態４３．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、実施形態１〜４２のいずれか１つの方法。
【０２４３】
実施形態４４．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、１００度〜１５０度の範囲の接触角を有する、実施形態１〜４３のいずれか１つの方法。
【０２４４】
実施形態４５．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、０度〜５０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態１〜４４のいずれか１つの方法。
【０２４５】
実施形態４６．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、実施形態１〜４２のいずれか１つの方法。
【０２４６】
実施形態４７．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、１００度〜１５０度の範囲の接触角を有する、実施形態１〜４２または４６のいずれか１つの方法。
【０２４７】
実施形態４８．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、０度〜４０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態１〜４２、４６または４７のいずれか１つの方法。
【０２４８】
代表的なフィルター素子の実施形態
実施形態１．表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、５０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を含む基材を含むフィルター媒体
を含むフィルター素子。
【０２４９】
実施形態２．表面が、６０度〜９０度の範囲、７０度〜９０度の範囲または８０度〜９０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態１のフィルター素子。
【０２５０】
実施形態３．表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、４０度〜９０度の範囲のロールオフ角および９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を含む基材を含むフィルター媒体
を含むフィルター素子。
【０２５１】
実施形態４．表面が、５０度〜９０度の範囲、６０度〜９０度の範囲、７０度〜９０度の範囲または８０度〜９０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態３のフィルター素子。
【０２５２】
実施形態５．表面が、フィルター媒体の下流側面を画定する、実施形態１〜４のいずれか１つのフィルター素子。
【０２５３】
実施形態６．フィルター媒体が、微粒汚染物質を除去するために構成された層を含む、実施形態１〜５のいずれか１つのフィルター素子。
【０２５４】
実施形態７．微粒汚染物質を除去するために構成された層が、基材の上流である、実施形態６のフィルター素子。
【０２５５】
実施形態８．フィルター媒体が、合体層を含む、実施形態１〜７のいずれか１つのフィルター素子。
【０２５６】
実施形態９．合体層が、基材の上流である、実施形態８のフィルター素子。
【０２５７】
実施形態１０．フィルター媒体が、微粒汚染物質を除去するために構成された層および合体層を含み、かつ微粒汚染物質を除去するために構成された層が、合体層の上流であり、かつ合体層が、基材の上流である、実施形態１〜９のいずれか１つのフィルター素子。
【０２５８】
実施形態１１．フィルター素子が、スクリーンをさらに含む、実施形態１〜１０のいずれか１つのフィルター素子。
【０２５９】
実施形態１２．スクリーンが、基材の下流である、実施形態１１のフィルター素子。
【０２６０】
実施形態１３．フィルター素子が、基材の下流に第２の合体層をさらに含む、実施形態１〜１２のいずれか１つのフィルター素子。
【０２６１】
実施形態１４．フィルター媒体が、管状構造を有する、実施形態１〜１３のいずれか１つのフィルター素子。
【０２６２】
実施形態１５．フィルター媒体が、プリーツを含む、実施形態１〜１４のいずれか１つのフィルター素子。
【０２６３】
実施形態１６．フィルター素子が、炭化水素流体から水を除去するために構成される、実施形態１〜１５のいずれか１つのフィルター素子。
【０２６４】
実施形態１７．炭化水素流体が、ディーゼル燃料を含む、実施形態１６のフィルター素子。
【０２６５】
実施形態１８．表面が安定である、実施形態１〜１７のいずれか１つのフィルター素子。
【０２６６】
代表的な炭化水素流体−水分離のために適切な材料の識別方法
実施形態１．炭化水素を含む流体中に浸漬された材料の表面上の液滴の、４０度〜９０度の範囲のロールオフ角を決定することを含む、炭化水素流体−水分離のために適切な材料の識別方法。
【０２６７】
実施形態２．液滴が、親水性物質を含む、実施形態１の方法。
【０２６８】
実施形態３．液滴が、水を含む、実施形態１または２の方法。
【０２６９】
実施形態４．炭化水素を含む流体が、トルエンを含む、実施形態１〜３のいずれか１つの方法。
【０２７０】
実施形態５．液滴が、２０μＬの液滴である、実施形態１〜４のいずれか１つの方法。
【０２７１】
実施形態６．液滴が、５０μＬの液滴である、実施形態１〜４のいずれか１つの方法。
【０２７２】
実施形態７．材料の表面上の液滴の接触角を決定することをさらに含む、実施形態１〜６のいずれか１つの方法。
【０２７３】
実施形態８．接触角が、９０度〜１８０度の範囲である、実施形態７の方法。
【０２７４】
実施形態９．材料が、その上に配置された親水基含有ポリマーを含む、実施形態１〜８のいずれか１つの方法。
【０２７５】
実施形態１０．親水基含有ポリマーが、親水性ポリマーを含む、実施形態１０の方法。
【０２７６】
実施形態１１．材料の表面が安定である、実施形態１〜１０のいずれか１つの方法。
【０２７７】
実施形態１２．材料が、最高２ｍｍの平均径を有する細孔を含む、実施形態１〜１１のいずれか１つの方法。
【０２７８】
実施形態１３．材料が、４０μｍ〜５０μｍの範囲の平均径を有する細孔を含む、実施形態１〜１２のいずれか１つの方法。
【０２７９】
実施形態１４．材料が、少なくとも１５％の多孔性および最高９９％の多孔性である、実施形態１〜１３のいずれか１つの方法。
【０２８０】
代表的なＵＶ放射処理基材の実施形態
実施形態１．芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含む基材の表面を、紫外線（ＵＶ）放射に暴露することを含む方法によって入手可能な基材を含むフィルター媒体。
【０２８１】
実施形態２．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、実施形態１のフィルター媒体。
【０２８２】
実施形態３．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、１００度〜１５０度の範囲の接触角を有する、実施形態１または２のいずれかの方法。
【０２８３】
実施形態４．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、実施形態１のフィルター媒体。
【０２８４】
実施形態５．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、１００度〜１５０度の範囲の接触角を有する、実施形態１〜４のいずれか１つのフィルター媒体。
【０２８５】
実施形態６．芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含む基材であって、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を有する基材を提供すること、ならびに基材の表面を紫外線（ＵＶ）放射に暴露することを含む方法によって入手可能な基材を含むフィルター媒体。
【０２８６】
実施形態７．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、１００度〜１５０度の範囲の接触角を有する、実施形態６のフィルター媒体。
【０２８７】
実施形態８．芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含む基材であって、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する表面を有する基材を提供すること、ならびに基材の表面を紫外線（ＵＶ）放射に暴露することを含む方法によって入手可能な基材を含むフィルター媒体。
【０２８８】
実施形態９．材料の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、１００度〜１５０度の範囲の接触角を有する、実施形態８のフィルター媒体。
【０２８９】
実施形態１０．基材の表面をＵＶ放射に暴露することが、酸素の存在下で、ＵＶ放射に表面を暴露することを含み、かつＵＶ放射が、１８０ｎｍ〜２１０ｎｍの範囲の第１の波長および２１０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲の第２の波長を含む、実施形態１〜９のいずれか１つのフィルター媒体。
【０２９０】
実施形態１１．ＵＶ放射が、１８５ｎｍの波長を含む、実施形態１〜１０のいずれか１つのフィルター媒体。
【０２９１】
実施形態１２．ＵＶ放射が、２５４ｎｍの波長を含む、実施形態１〜１１のいずれか１つのフィルター媒体。
【０２９２】
実施形態１３．表面の曝露が、Ｈ２Ｏ２に表面を暴露することを含む、実施形態１〜１２のいずれか１つのフィルター媒体。
【０２９３】
実施形態１４．表面の曝露が、３５０ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲の波長を含むＵＶ放射に表面を暴露することを含む、実施形態１〜１３のいずれか１つのフィルター媒体。
【０２９４】
実施形態１５．表面の曝露が、オゾンの存在下で、ＵＶ放射に表面を暴露することを含む、実施形態１〜１４のいずれか１つのフィルター媒体。
【０２９５】
実施形態１６．表面の曝露が、３００μＷ／ｃｍ２〜２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲でＵＶ放射に表面を暴露することを含む、実施形態１〜１５のいずれか１つのフィルター媒体。
【０２９６】
実施形態１７．表面の曝露が、２秒〜２０分間の範囲の時間でＵＶ放射に表面を暴露することを含む、実施形態１〜１６のいずれか１つのフィルター媒体。
【０２９７】
実施形態１８．基材が、芳香族成分および不飽和成分を含む、実施形態１〜１７のいずれか１つのフィルター媒体。
【０２９８】
実施形態１９．基材が、ＵＶ反応性樹脂を含む、実施形態１８のフィルター媒体。
【０２９９】
実施形態２０．ＵＶ反応性樹脂が、フェノール樹脂を含む、実施形態１８または１９のいずれかのフィルター媒体。
【０３００】
実施形態２１．基材が、最高２ｍｍの平均径を有する細孔を含む、実施形態１〜２０のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３０１】
実施形態２２．基材が、４０μｍ〜５０μｍの範囲の平均径を有する細孔を含む、実施形態１〜２１のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３０２】
実施形態２３．基材が、少なくとも１５％の多孔性および最高９９％の多孔性である、実施形態１〜２２のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３０３】
実施形態２４．基材が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、０度〜５０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態１〜２２のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３０４】
実施形態２５．基材が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、０度〜４０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態１〜２２のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３０５】
代表的な親水基含有ポリマー処理基材の実施形態
実施形態１．基材の表面上に親水基含有ポリマーを配置することを含む方法によって入手可能な基材を含むフィルター媒体。
【０３０６】
実施形態２．基材の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、実施形態１のフィルター媒体。
【０３０７】
実施形態３．基材の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、１００度〜１５０度の範囲の接触角を有する、実施形態１または２のフィルター媒体。
【０３０８】
実施形態４．基材の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、実施形態１のフィルター媒体。
【０３０９】
実施形態５．基材の表面が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、１００度〜１５０度の範囲の接触角を有する、実施形態１または４のフィルター媒体。
【０３１０】
実施形態６．親水基含有ポリマーが、ポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）（ＰＨＰＭ）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭ）、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）（Ｐ２Ｅ２Ｏ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、四級化ポリエチレンイミン、ポリ（ドーパミン）またはその組合せを含む、実施形態１〜５のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３１１】
実施形態７．親水基含有ポリマーが、親水性ポリマーを含む、実施形態１〜６のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３１２】
実施形態８．親水基含有ポリマーが、親水性ペンダント基を含む、実施形態１〜７のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３１３】
実施形態９．親水基含有ポリマーが、ヒドロキシル化メタクリレートポリマーを含む、実施形態１〜８のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３１４】
実施形態１０．親水基含有ポリマーが、フルオロポリマーを含まない、実施形態１〜９のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３１５】
実施形態１１．基材の表面上に親水基含有ポリマーを配置することが、表面上に親水基含有ポリマーを含む層を形成することを含む、実施形態１〜１０のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３１６】
実施形態１２．層が、帯電層を含む、実施形態１１のフィルター媒体。
【０３１７】
実施形態１３．基材の表面上に親水基含有ポリマーを配置することが、親水基含有ポリマーを含む溶液中で基材をディップコーティングすることを含む、実施形態１〜１２のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３１８】
実施形態１４．親水基含有ポリマーを含む溶液が、架橋剤をさらに含む、実施形態１３のフィルター媒体。
【０３１９】
実施形態１５．架橋剤が、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＤＡＭＯ−Ｔ）、３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランおよびポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）の少なくとも１種を含む、実施形態１４のフィルター媒体。
【０３２０】
実施形態１６．基材の表面上に親水基含有ポリマーを配置することが、表面上への親水基含有ポリマーを含む溶液の電界紡糸を含む、実施形態１〜１２のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３２１】
実施形態１７．表面上への親水基含有ポリマーを含む溶液の電界紡糸が、表面上での親水基含有ポリマーを含むナノ繊維の形成を含む、実施形態１６のフィルター媒体。
【０３２２】
実施形態１８．親水基含有ポリマーを含む溶液が、架橋剤をさらに含む、実施形態１６または１７のいずれかのフィルター媒体。
【０３２３】
実施形態１９．架橋剤が、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＤＡＭＯ−Ｔ）、３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランおよびポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）の少なくとも１種を含む、実施形態１８のフィルター媒体。
【０３２４】
実施形態２０．方法が、親水基含有ポリマーを架橋することをさらに含む、実施形態１〜２０のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３２５】
実施形態２１．親水基含有ポリマーの架橋が、親水基含有ポリマーがコーティングされた材料を、８０℃〜２００℃の範囲の温度で、３０秒〜１５分間加熱することを含む、実施形態２０のフィルター媒体。
【０３２６】
実施形態２２．方法が、親水基含有ポリマーを焼鈍しすることをさらに含む、実施形態１〜２１のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３２７】
実施形態２３．親水基含有ポリマーの焼鈍しが、少なくとも１０秒間、溶媒中に親水基含有ポリマーがコーティングされた材料を含浸させることを含み、溶媒の温度が、少なくとも親水基含有ポリマーのガラス転移温度である、実施形態２２のフィルター媒体。
【０３２８】
実施形態２４．基材が、最高２ｍｍの平均径を有する細孔を含む、実施形態１〜２３のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３２９】
実施形態２５．基材が、４０μｍ〜５０μｍの範囲の平均径を有する細孔を含む、実施形態１〜２４のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３３０】
実施形態２６．基材が、少なくとも１５％の多孔性および最高９９％の多孔性である、実施形態１〜２５のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３３１】
実施形態２７．基材が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、０度〜５０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態１〜２６のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３３２】
実施形態２８．基材が、処理の前に、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、０度〜４０度の範囲のロールオフ角を有する、実施形態１〜２６のいずれか１つのフィルター媒体。
【０３３３】
代表的な使用の実施形態
実施形態１．芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種を含む基材の表面のロールオフ角を改善するための紫外線（ＵＶ）放射の使用。
【０３３４】
実施形態２．芳香族樹脂を含む基材を特徴とする、実施形態１の使用。
【０３３５】
実施形態３．フェノール樹脂を含む基材を特徴とする、実施形態１または２のいずれかの使用。
【０３３６】
実施形態４．ロールオフ角を改善するための酸素の存在下でのＵＶ放射の使用を特徴とする、実施形態１〜３のいずれか１つの使用。
【０３３７】
実施形態５．ロールオフ角を改善するためのオゾンの存在下でのＵＶ放射の使用を特徴とする、実施形態１〜４のいずれか１つの使用。
【０３３８】
実施形態６．ロールオフ角を改善するためのＨ２Ｏ２の存在下でのＵＶ放射の使用を特徴とする、実施形態１〜５のいずれか１つの使用。
【０３３９】
実施形態７．基材のロールオフ角を改善するためのＵＶ放射への芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種の曝露によって入手可能な物質の使用。
【０３４０】
実施形態８．基材のロールオフ角を改善するためのＵＶ放射へのＵＶ反応性樹脂の曝露によって入手可能な物質の使用に関連する、実施形態７の使用。
【０３４１】
実施形態９．基材のロールオフ角を改善するためのＵＶ放射へのフェノール樹脂の曝露によって入手可能な物質の使用に関連する、実施形態７または８のいずれかの使用。
【０３４２】
実施形態１０．酸素の存在下でのＵＶ放射への芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種の曝露を特徴とする、実施形態７〜９のいずれか１つの使用。
【０３４３】
実施形態１１．オゾンの存在下でのＵＶ放射への芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種の曝露を特徴とする、実施形態７〜９のいずれか１つの使用。
【０３４４】
実施形態１２．Ｈ２Ｏ２の存在下でのＵＶ放射への芳香族成分および不飽和成分の少なくとも１種の曝露を特徴とする、実施形態７〜９のいずれか１つの使用。
【０３４５】
実施形態１３．基材のロールオフ角を改善するための親水基含有ポリマーの使用。
【０３４６】
実施形態１４．基材のロールオフ角を改善するための親水性ポリマーの使用。
【０３４７】
実施形態１５．基材が、フィルター基材である、実施形態１〜１４のいずれかの１つの使用。
【０３４８】
実施形態１６．フィルター基材が、表面がトルエン中に浸漬された時、２０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、実施形態１５の使用。
【０３４９】
実施形態１７．フィルター基材が、表面がトルエン中に浸漬された時、５０μＬの水滴に対して、９０度〜１８０度の範囲の接触角を有する、実施形態１５の使用。
【０３５０】
本発明は、以下の実施例によって例証される。特定の例、材料、量および手順が、本明細書に明示されるような本発明の範囲および精神に従って、概括的に解釈されることは理解される。
【実施例】
【０３５１】
材料
購入した材料は、全て、受け取った状態のまま（すなわち、さらなる精製をせずに）使用した。他に指定されない限り、材料は、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から購入した。
・ＣＨＲＯＭＡＳＯＬＶ  イソプロプルアルコール（ＩＰＡ）−９９．９％
・ＣＨＲＯＭＡＳＯＬＶ  トルエン−９９．９％
・ＣＨＲＯＭＡＳＯＬＶ  酢酸エチル−９９．９％
・メチルアルコール−ＡＣＳ  Ｒｅａｇｅｎｔ−９９．８％
・エチルアルコール（ＥｔＯＨ）
・無水マレイン酸−９９％
・Ｈ２Ｏ２−３０％または５０％
・ＮＨ４ＯＨ−ＡＣＳ  Ｒｅａｇｅｎｔ−５０％
・Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＤＹＮＡＳＹＬＡＮ  ＤＡＭＯ−ＴまたはＤＡＭＯ−Ｔとも記載される）−Ｅｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  ＡＧ（Ｅｓｓｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）
・ＤＹＮＡＳＹＬＡＮ  ＳＩＶＯ  ２０３−Ｅｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  ＡＧ（Ｅｓｓｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）
・Ｔｙｚｏｒ  １３１（Ｔｙｚｏｒ）
・イソプロプルアルコール中ＨＣｌ（ＩＰＡ）−０．０５Ｍ
・ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭ）−Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｏｎｔａｒｉｏ，ＮＹ）−Ｍｗ＝２０，０００
・ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）（Ｐ２Ｅ２Ｏ）−Ｍｗ＝５０，０００
・ポリエチレンイミン、分岐（ＰＥＩ−１０ＫまたはＰＥＩ  １００００）−Ｍｗ＝２５，０００−Ｍｎ＝１０，０００
・ポリエチレンイミン、分岐（ＰＥＩ−６００）−Ｍｗ＝６００
・ポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）（ＰＨＰＭ）−Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｏｎｔａｒｉｏ，ＮＹ）−Ｇｒａｎｕｌａｒ
・ポリ（エチレンオキシド）ジアミン末端（ＰＥＯ−ＮＨ２）−Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｏｎｔａｒｉｏ，ＮＹ）−Ｍｗ＝２０００
・ポリスチレン−コ−アリルアルコール（ＰＳ−ｃｏ−ＡＡ）−４０モル％
・ポリ（アクリル酸）（ＰＡＡ）
・Ａｃｒｏｄｕｒ  ９５０Ｌ−ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｆｌｏｒｈａｍ  Ｐａｒｋ，ＮＪ）
・３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン
・ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）
・超純水は、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｅｌｉｘ  １０ＵＶおよびＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｍｉｌｌｉ−Ｑ  Ａ１０モジュールによって水道水を処理することによって生成され、そして１８．２ＭΩ＊ｃｍの抵抗を有した。
・ディーゼル燃料またはポンプ燃料＝ＡＳＴＭ−Ｄ９７５を満たす超低硫黄ディーゼル（Ｕｌｔｒａ−Ｌｏｗ  Ｓｕｌｆｕｒ  Ｄｉｅｓｅｌ）（ＵＬＳＤ）。「ポンプ燃料」は、供給源ＵＬＳＤが燃料ポンプから受け取られた状態のままで使用されたことを示す。
・バイオディーゼル＝ＡＳＴＭ−Ｄ６７５１を満たす大豆ベースのバイオディーゼル（Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｇｒｏｕｐ（ＲＥＧ），Ｉｎｃ．，Ｍａｓｏｎ  Ｃｉｔｙ，ＩＡ）。
【０３５２】
試験手順
接触角およびロールオフ角
基材の接触角およびロールオフ角は、チルトステージを備えたＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ  ＤＭ−７０１接触角メーター（協和界面科学株式会社；日本、新座市）を使用して測定された。測定は、ワイドカメラレンズ設定を使用して実行され、そしてＦＡＭＡＳソフトウェアパッケージ（協和界面科学株式会社；日本、新座市）による６ミリメートル（ｍｍ）校正標準を使用して校正された。測定は、液滴が表面上で均衡に達した直後に実行された（すなわち、接触角および曝露液滴体積は１分間一定であった）。測定は、基材のみと接触した液滴で実行され、すなわち、液滴は、基材を支持する表面に接触していなかった。
【０３５３】
トルエン中の水接触角は、トルエン中に含浸された基材試料上に配置された超純水の２０μＬ液滴または５０μＬ液滴を使用して測定された。接触角は、接線適合を使用して測定され、そして基材の異なる領域で実行された５回の独立した測定の平均から算出された。
【０３５４】
トルエン中の水ロールオフ角は、トルエン中に含浸された基材試料上に配置された超純水の２０μＬ液滴または５０μＬ液滴を使用して測定された。このステージは、２度毎秒（°／秒）の回転速度で９０°まで回転するように設定された。水滴が自由に回転して離れた点、または後部接触線が、媒体表面に対して少なくとも０．４ミリメートル（ｍｍ）移動した点で、回転を停止した。回転が停止された角度および時間を測定し；この角度は、ロールオフ角と定義される。液滴が９０度（°）の前にロールオフしなかった場合、値は９０°として報告される。液滴が析出プロセスの間に回転して離れて行った場合、値は１°で報告される。トルエン中に浸漬された基材試料上の水滴の代表的なイメージを図２に示す。報告された値は、媒体の異なる領域で実行された５回の独立した測定の平均から算出された。基材における意図的な凹部（例えば、ポイント接着凹部）は回避された。基材が指向性マクロ構造（例えば、荒れ）を有する場合、ロールオフ角は、マクロ構造の影響を最小化する方向で測られた。
【０３５５】
液滴サイジング試験
液滴サイジングを決定するために、ＩＳＯ  １６３３２の修正版が使用された。図３に示されるように、マルチパスにおいて２つのループシステムを供給する１０リットル（Ｌ）タンクが使用された。メインループが、大多数の流れを処理し、そして試験ループは、媒体ホルダーを含めて、メインループから離れるスリップストリームを提供した。手動の背圧バルブを使用して、試験期間中、試験媒体を通って０．０７フィート毎分（フィート／分）の面速度まで流れを調節した。この面速度は、現場応用のための特有値である。
【０３５６】
それぞれの層の２インチ×２インチ平方試料を切断し、次いで、ローディング層、効率層および基材試料を含む多層媒体複合体に充てんした。試験される基材試料を効率層の下流に配置し、そして効率層を、ローディング層の下流に配置した。ローディング層および効率層は、を２０％〜８０％の５μｍ〜５０μｍの繊維直径および０．１ｃｍ〜１５ｃｍの繊維長さを有する２成分結合剤繊維、０．１ミクロン〜３０ミクロンの繊維直径および１０〜１０，０００のアスペクト比を有するガラス繊維を含み、かつ０．５μｍ〜１００μｍの細孔径を有する熱的に結合されたシートであった。
【０３５７】
一旦、多層媒体複合体に充てんされたら、媒体層は、注文製の透明アクリルホルダーに保持された。Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐｉｐｅ  Ｔｈｒｅａｄ  Ｔａｐｅｒ（ＮＰＴ）装備品を付属するステンレス鋼１／４インチ外径径（ＯＤ）管を使用して、試験ループの内外に燃料を送達した。ホルダーは、６インチ×４インチであり、１インチ×１インチの試料窓および１インチ×４インチ×３／４インチのチャネルを媒体の下流側面に有し、合体した液滴が燃料流体から出ていくことを可能にする。液滴が燃料流を出ると、それらはゾーンを通過し、そこで、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラが液滴のイメージを写した。画像解析ソフトウェア（ｉｍａｇｅｊ．ｎｉｈ．ｇｏｖにおいてワールドワイドウェブで入手可能なＩｍａｇｅ  Ｊ  １．４７Ｔ）を使用して、撮影したイメージを分析し、液滴の径を決定した。統計的分析のために、測定された液滴のサイズを使用した。報告された平均液滴径は、加重体積であった。Ｄ１０は、液滴の１０％が、Ｄ１０未満の全水体積を含み、かつ液滴の９０％が、Ｄ１０より高い全水体積を含むことを表す。Ｄ５０は、液滴の５０％が、Ｄ５０未満の全水体積を含み、かつ液滴の５０％が、Ｄ５０より高い全水体積を含むことを表す。Ｄ９０は、液滴の９０％が、Ｄ９０未満の全水体積を含み、かつ液滴の１０％が、Ｄ９０より高い全水体積を含むことを表す。
【０３５８】
Ｃｈｅｖｒｏｎ  Ｐｈｉｌｌｉｐｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｔｈｅ  Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ，ＴＸ）からの超低硫黄ディーゼルをベース燃料として使用した。５％（体積％）の大豆バイオディーゼル（Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｇｒｏｕｐ（ＲＥＧ），Ｉｎｃ．，Ｍａｓｏｎ  Ｃｉｔｙ，ＩＡ）をベース燃料に添加し、燃料混合物を形成した。燃料混合物の表面張力は、ペンダントドロップ法によって決定したところ、２１±２ダイン毎センチメートルであった。全試験に関して、燃料混合物の同一バッチを使用した。
【０３５９】
試験するために、多層媒体複合体をホルダーに配置し、そしてホルダーに燃料混合物を充てんした。水を導入する前に、０．０７フィート／分の面速度が設定され、そして１０分間手作業で維持された。
【０３６０】
水をメイン燃料ループに注入し、そしてオリフィスプレートを通してそれを強制することによって、燃料中水乳濁液が生じた。所望の平均２０μｍの乳濁液を得るために、１．８ｍｍのプレートが使用された。主ループの流速は、５．０ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）（約１．２リットル毎分（Ｌｐｍ））のオリフィスプレート全体の差圧力を達成するために調節された。２５００百万分率（ｐｐｍ）の水の初期ターゲットチャレンジで、０．３ミリリットル毎分（ｍＬ／分）の速度で水を注入した。試験ループに運ばれなかった燃料は、それが再びオリフィスを通って通過することが可能となる主タンクに戻るように方向づけられる前に、クリーンアップフィルターを通して送られた。システムは２０分の試験期間に多層媒体複合体に一貫した乳濁液チャレンジを提供する。
【０３６１】
燃料−水分離効率試験
燃料−水分離効率試験は、本明細書に記載されるように修正された、ＩＳＯ／ＴＳ  １６３３２実験室試験法を使用して実行された。
【０３６２】
媒体のフラットシートを試験するために、フィルター媒体の７インチ×７インチシート（有効径６インチ×６インチ）のシートを保持するアルミニウムホルダーが使用された。フィルター媒体の下流側面において、１００μｍポリエステルスクリーン（有効径６インチ×６インチ）を配置し、直径が１００μｍよりも大きい合体した水滴が、燃料流とともに下流に確実に運ばれないようにした。
【０３６３】
燃料中の上流水濃度は５０００ｐｐｍに設定され、そして試験の期間を通して一定であると考えられる。このような水の濃度は、水注入ポンプおよび燃料流速の両方の周知の流速を測定することによって決定された。下流水濃度は、あらかじめ決定された間隔で記録された。水の濃度は、市販のＭｅｔｒｏｈｍ  ＡＧ（Ｈｅｒｉｓａｕ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）８４１  Ｔｉｔｒａｎｄｏ滴定装置を使用して、カール−フィッシャー（Ｋａｒｌ−Ｆｉｓｈｅｒ）の体積測定滴定法を使用して測定された。
【０３６４】
上流遊離水の液滴径分布は、フローセルが付属する市販のＭａｌｖｅｒｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｍａｌｖｅｒｎ，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍ）Ｉｎｓｉｔｅｃ  ＳＸ液滴径分析器を使用して決定された。乳化水試験に関して、液滴径分布は、典型的に、１０μｍ±１μｍのＤ５０と、それぞれ、３μｍおよび２５μｍのＤ１０およびＤ９０を有する。
【０３６５】
他に指定されない限り、全ての試験において媒体を通っての面速度は、０．０５フィート毎分（ｆｐｍまたはフィート／分）で固定された。他に指定されない限り、全試験時間は１５分であった。
【０３６６】
試験の間の媒体のパーセント分離効率は、上流水濃縮に対する下流水濃度の比率として算出された。
【０３６７】
通気性試験
少なくとも３８ｃｍ２の試料を媒体から切断し、試験した。試料をＴＥＸＴＥＳＴ（登録商標）ＦＸ３３１０（Ｔｅｘｔｅｓｔ  ＡＧ，Ｓｃｈｗｅｒｚｅｎｂａｃｈ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄから入手された）上に配置した。媒体を通しての通気性は、空気を使用して測定され、水の０．５インチ（１．２７ｃｍ）の圧力低下における、１分あたりの媒体の平方フィートあたりの空気の立方フィート（フィート３空気／フィート２媒体／分）または１分あたりの媒体の平方メートルあたりの空気の立方メートル（ｍ３空気／ｍ２媒体／分）を測定した。
【０３６８】
調製方法
実施例１−ＵＶ処理
ＵＶ処理媒体層は、基材の下流（ワイヤー側面）表面をＵＶ放射に曝露することによって製造した。ＵＶ供給源は、低圧水銀ランプ（４インチ×４インチのＳｔａｎｄａｒｄ  Ｍｅｒｃｕｒｙ  Ｇｒｉｄ  Ｌａｍｐ，ＢＨＫ，Ｉｎｃ．，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）であった。低圧水銀ランプは、次の別々の波長のＵＶ光を生じる：１８５ｎｍ、２５４ｎｍ、２９７ｎｍ、３０２ｎｍ、３１３ｎｍ、３６５ｎｍおよび３６６ｎｍ。４インチ×４インチ試料を、１〜２０分間、ランプに暴露した。図２に示す試料を２０分間ランプに曝露し；水滴サイジング実験のために使用される試料は、８分間処理された。試料は、処理の間、ランプの約１ｃｍ下に配置された。
【０３６９】
表１にリストされたそれぞれの基材の試料を、空中酸素の存在下、低圧水銀ランプでＵＶ処理した。燃料の同一バッチを使用して、処理の前および後のそれぞれの基材のＤ１０、Ｄ５０およびＤ９０を測定した。結果を表２に示す。処理の前および後の（トルエン中の）それぞれの基材の接触角およびロールオフ角（２０μＬ液滴および５０μＬ液滴に関する）を表３に示す。
【０３７０】
低圧水銀ランプによるＵＶ−酸素処理によって、未処理の基材の比較して、増加したロールオフ角を示す基材が得られた。表２に示すように、基材６を除いて、少なくとも２倍のＤ５０平均液滴径の強化も観察された。トルエン中に含浸された基材試料上に配置された水滴を使用して測定された、より高いロールオフ角（表３）は、ディーゼル燃料中の基材による、より大きい液滴の合体（Ｄ５０強化）（表２および３）と関連する。ロールオフ角が基材の表面上で合体する液滴の径と関連するため、ロールオフ角は、燃料流を出ることが可能な、より大きい液滴を合体する能力を有する基材を識別するために使用され得る。
【０３７１】
理論によって拘束されることを望まないが、基材６のアクリルベースの樹脂系は、ＵＶ照射への曝露の間に表面の必要な変性を考慮に入れないと考えられる。１００％ポリエステルおよびフェノール樹脂含有媒体（それぞれ、基材７および基材１〜５）における接着および液滴の成長を強化するＵＶ−酸素処理の能力を考慮すると、芳香族成分または炭素−炭素結合不飽和の別の形態が、基材のＵＶ−酸素処理の効果を強化することができると考えられる。
【０３７２】
それとは対照的に、低圧水銀ランプが、約２２０ｎｍ未満および約４００ｎｍより高い波長をブロックする、いずれかのＵＶ帯域フィルター（ＦＳＱ−ＵＧ５，Ｎｅｗｐｏｒｔ  Ｃｏｒｐ．，Ｉｒｖｉｎｇ，ＣＡ）を備えた場合、処理基材１は、未処理媒体と比較して、ロールオフ角または平均液滴径における変化をほとんど示さなかったか、全く示さなかった。
【０３７３】
同様に、基材１および７が、３６０ｎｍより高い波長でＵＶを放出するランプ（Ｍｏｄｅｌ  Ｆ３００Ｓ，Ｈｅｒａｅｕｓ  Ｎｏｂｌｅｌｉｇｈｔ  Ｆｕｓｉｏｎ  ＵＶ  Ｉｎｃ．，Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）によって処理された場合、処理基材は、未処理媒体と比較して、平均液滴径における変化をほとんど示さなかったか、全く示さず、かつロールオフ角のわずかな増加を示した。
【０３７４】
【表１】
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【０３７５】
【表２】
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【０３７６】
【表３】
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【０３７７】
燃料から水を除去する（未処理およびＵＶ−酸素処理）基材１試料の能力（すなわち、媒体の性能）は、１５分後に下流水含有量を測定することによって決定された。結果を図４に示す。図４からわかるように、未処理基材１と比較して、ＵＶ−酸素処理基材１は、燃料から水を除去するための、および低い下流水含有量を維持するための有意に改善された能力を示した。これは、未処理基材と比較して、観察された増加したロールオフ角およびＤ５０強化と整合性がある。
【０３７８】
（未処理およびＵＶ−酸素処理）基材１試料を、５５℃で３０日間、２００ミリリットル（ｍＬ）のポンプ燃料中に浸漬した。試験の前に、対照（浸漬されていない）および処理試料をヘキサンで洗浄し、次いで、８０℃のオーブン中で５分間加熱し、ヘキサンを蒸発させた。トルエン中の接触角およびトルエン中のロールオフ角は、トルエン中に含浸された基材試料上に配置された５０μＬの超純水を使用して測定した。測定は、上記のように実行した。結果を図５および表４に示す。平均ロールオフ角および接触角、ならびに対応する燃料から水を除去する能力は、いくつかの現場応用において見られ、かつ基材の老化を促進することが可能である条件の５５℃において３０日間、燃料中に含浸された後でさえも、ＵＶ−酸素処理基材において維持された。
【０３７９】
【表４】
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【０３８０】
実施例２−ＵＶ／Ｈ２Ｏ２処理
基材１は、１０分間１５０℃において媒体中で加熱することによって硬化された。次いで、基材を、浅いペトリ皿（深さ１ｃｍ）中に含まれる５０％Ｈ２Ｏ２溶液に含浸させ、そして０分、２分、４分、６分または８分間、低圧水銀ランプ（４インチ×４インチのＳｔａｎｄａｒｄ  Ｍｅｒｃｕｒｙ  Ｇｒｉｄ  Ｌａｍｐ，ＢＨＫ，Ｉｎｃ．，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）によってＵＶ処理した。次いで、基材を５分間、８０℃でオーブン乾燥させた。
【０３８１】
それぞれの基材の処理側面および未処理側面のトルエン中の接触角（ＣＡ）およびロールオフ角（ＲＯ）は、トルエン中の超純水の５０μＬ液滴を使用して測定した。結果を表４および図６に示す。
【０３８２】
実施例３−比較例
Ｃｕｍｍｉｎｓ  ＭＯ−６０８燃料−水分離フィルターのトルエン中の接触角およびロールオフ角は、２０μＬの水滴を使用して試験した。フィルター媒体の上流側面は、１４３°の接触角および１９°のロールオフ角を有した。フィルター媒体の下流側面は、１４６°の接触角および２４°のロールオフ角を有した。
【０３８３】
ＡＣＤｅｌｃｏ  ＴＰ３０１８燃料−水分離フィルターのトルエン中の接触角およびロールオフ角は、２０μＬの水滴を使用して試験した。フィルター媒体の上流側面は、１４６°の接触角および２８°のロールオフ角を有した。フィルター媒体の下流側面は、１°の報告されたロールオフ角を有した（すなわち、析出プロセスの間に液滴は回転して離れて行った）。
【０３８４】
Ｆｏｒｄ  Ｆ１５０  ＦＤ４６１５燃料−水分離フィルターのトルエン中の接触角およびロールオフ角は、２０μＬの水滴を使用して試験した。フィルター媒体の上流側面は、１４９°の接触角および１０°のロールオフ角を有した。フィルター媒体の下流側面は、１３７°の接触角および９°のロールオフ角を有した。
【０３８５】
Ｄｏｎａｌｄｓｏｎ  Ｐ５５１０６３燃料−水分離フィルターのトルエン中の接触角およびロールオフ角は、２０μＬの水滴を使用して試験した。フィルター媒体の上流側面は、１５７°の接触角および２２°のロールオフ角を有した。フィルター媒体の下流側面は、１２５°の接触角および１１°のロールオフ角を有した。
【０３８６】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜のトルエン中の接触角およびロールオフ角は、５０μＬの水滴を使用して試験した。膜は、１°の報告されたロールオフ角を有し（すなわち、析出プロセスの間に液滴は回転して離れて行った）、接触角を測定するために液滴を安定化させることが不可能であった。接触角は少なくとも１６５°であると概算された。
【０３８７】
Ｋｏｍａｔｓｕ  ６００−３１９−５６１１燃料フィルターのトルエン中の接触角およびロールオフ角は、２０μＬの水滴を使用して試験した。フィルター媒体の上流側面は、１５０°の接触角および３°のロールオフ角を有した。フィルター媒体の下流側面は、１４５°の接触角および３２°のロールオフ角を有した。
【０３８８】
実施例４−ディップコーティングによるポリマーコーティング
表５に示されるポリマー、濃度および溶媒を使用して、基材１（２０％ポリエステル／８０％セルロース媒体、部分的に硬化されたフェノール樹脂成分を有する）をポリマーでコーティングした。Ｃｈｅｍａｔ  ＤｉｐＭａｓｔｅｒ５０ディップコーター（Ｃｈｅｍａｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ，ＣＡ）を使用して、試料をディップコーティングした。ポリマーを含む溶液中に媒体を完全に含浸させ、そして５０ｍｍ／分の速度で引き上げた。コーティング均一性を保証するために、媒体をディップコーティングし、１８０度回転させ、再びディップコーティングさせた（合計２回のディップコート）。５分間８０℃でのオーブン乾燥によって非水系溶媒を除去し、そして５分間１００℃でのオーブン乾燥によって水を除去した。
【０３８９】
ＰＥＩ−６００の（四級化による）帯電コーティングを作成するために（表５（ＰＥＩ−６００  ＨＣｌ）を参照のこと）、ＰＥＩ−６００であらかじめコーティングされた基材１を、上記のディップコーティング手順を使用して、ＨＣｌ（ＩＰＡ中０．０５Ｍ）中でディップコーティングした。ＰＥＩ−１０Ｋ＋無水マレイン酸コーティングを作成するために（表５を参照のこと）、ＰＥＩ−１０Ｋであらかじめコーティングされた基材１を、上記のディップコーティング手順を使用して、無水マレイン酸でディップコーティングした。
【０３９０】
ディップコーティング手順が完了した後、媒体の剛性を増加させ、そして部分的に硬化されたフェノール樹脂を硬化するために、５分間８０℃での乾燥後、１０分間１５０℃で硬化処理を適用した。
【０３９１】
結果を表５および図８に示す。図２に、０度（０°）回転（左）および６０°回転（右）におけるトルエン中に浸漬されたＰＨＰＭ処理基材（表５を参照のこと）上の２０μＬの水滴の代表的イメージを示す。
【０３９２】
表４に示されるように、トルエン中に含浸された基材試料上に析出された水滴を使用して測定された、より高いロールオフ角は、ディーゼル燃料中の基材による、より大きい液滴の合体（Ｄ５０強化）と関連する。ロールオフ角は、基材の表面で合体する液滴の径と関連するため、ロールオフ角は、燃料流を出ることが可能な、より大きい液滴を合体する能力を有する基材を識別するために使用され得る。図８に示されるように、増加した燃料−水分離効率は、未処理基材と比較して、ＰＥＩ−１０Ｋコーティング基材に見られ、これは、観察された増加したロールオフ角およびＤ５０強化と整合性がある。
【０３９３】
【表５】
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【０３９４】
【表６】
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【０３９５】
【表７】
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【０３９６】
【表８】
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【０３９７】
実施例５−通気性に対するポリマーコーティングの効果
Ｃｈｅｍａｔ  ＤｉｐＭａｓｔｅｒ５０ディップコーター（Ｃｈｅｍａｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ，ＣＡ）を使用して、メタノール中２％（ｗ／ｖ）ＰＨＥＭ、４％（ｗ／ｖ）ＰＨＥＭ、６％（ｗ／ｖ）ＰＨＥＭまたは８％（ｗ／ｖ）ＰＨＥＭを使用して、基材１（２０％ポリエステル／８０％セルロース媒体、部分的に硬化されたフェノール樹脂成分を有する）をディップコーティングした。ポリマーを含む溶液中に媒体を完全に含浸させ、そして５０ｍｍ／分の速度で引き上げた。コーティング均一性を保証するために、媒体をディップコーティングし、１８０度回転させ、再びディップコーティングさせた（合計２回のディップコート）。５分間８０℃でのオーブン乾燥によって非水系溶媒を除去し、そして５分間１００℃でのオーブン乾燥によって水を除去した。
【０３９８】
ディップコーティング手順が完了した後および５分間８０℃での乾燥後、１０分間１５０℃で硬化処理を適用した。
【０３９９】
通気性を上記のように試験した。結果を図９に示す。
【０４００】
実施例６−ディップコーティング、架橋および焼鈍しによるポリマーコーティング
表６および７に示されるポリマー、濃度および溶媒を使用して、基材１（２０％ポリエステル／８０％セルロース媒体、部分的に硬化されたフェノール樹脂成分を有する、表１を参照のこと）をポリマーでコーティングした。Ｃｈｅｍａｔ  ＤｉｐＭａｓｔｅｒ５０ディップコーター（Ｃｈｅｍａｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ，ＣＡ）を使用して、試料をディップコーティングした。ポリマーを含む溶液中に媒体を完全に含浸させ、そして５０ｍｍ／分の速度で引き上げた。コーティング均一性を保証するために、媒体をディップコーティングし、１８０度回転させ、再びディップコーティングさせた（合計２回のディップコート）。５分間８０℃でのオーブン乾燥によって非水系溶媒を除去し、そして５分間１００℃でのオーブン乾燥によって水を除去した。
【０４０１】
ディップコーティング後および／または焼鈍し前に、もし実施される場合、媒体を５分間８０℃でオーブン乾燥させ、次いで、５分間１５０℃に暴露した。加熱することによって、媒体の剛性が増加し、部分的を硬化されたフェノール樹脂が硬化され、そして、存在する場合、架橋剤の架橋を促進すると考えられる。
【０４０２】
ポリマーコーティングが焼鈍しされる場合、ディップコーティング手順および加熱の完了後、媒体を１〜２分間、熱（９０℃）水中に含浸させた。焼鈍し後、媒体を５分間１００℃でオーブン乾燥させた。
【０４０３】
（未処理およびポリマーコーティング）基材１試料を、５５℃で（図１０または図１１に示されるように）１３日、３０日または３９日間、２００ミリリットル（ｍＬ）のポンプ燃料中に浸漬した。試験の前に、対照（浸漬されていない）および処理試料をヘキサンで洗浄し、次いで、８０℃のオーブン中で５分間加熱し、ヘキサンを蒸発させた。トルエン中の接触角およびトルエン中のロールオフ角は、トルエン中に含浸された基材試料上に配置された５０μＬの超純水を使用して測定した。測定は、上記のように実行した。
【０４０４】
結果を図１０および図１１に示す。平均ロールオフ角および接触角、ならびに対応する燃料から水を除去する能力は、いくつかの現場応用において見られ、かつ基材の老化を促進することが可能である条件の５５℃において３９日間、燃料中に含浸された後でさえも、架橋ポリマーコーティング基材、ならびに架橋および焼鈍しポリマーコーティング基材において維持された。
【０４０５】
【表９】
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【０４０６】
【表１０】
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【０４０７】
実施例７−電界紡糸によるポリマーコーティング
表８に示す条件を使用して、１０％ポリマー（ｗ／ｖ）溶液による電界紡糸によって、コーティングを基材６（表１を参照のこと）上に形成した。ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭ）に対してはメタノール溶液を使用し、そしてＰＥＩ−１０Ｋに対してはイソプロプルアルコール（ＩＰＡ）溶液を使用した。コーティングは、紡糸溶液中に架橋剤を存在させて、および存在させないで形成された。０．５％（ｗ／ｖ）Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（本明細書中ＤＡＭＯ−Ｔとも記載される）をＰＨＥＭのために架橋剤として使用し；０．５％（ｗ／ｖ）（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン（本明細書中、架橋剤１とも記載される）または０．５％（ｗ／ｖ）ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）（本明細書中、架橋剤２とも記載される）をＰＥＩ−１０Ｋのために架橋剤として使用した。
【０４０８】
結果を図１２〜図１５に示す。架橋剤あり、および架橋剤なしのＰＨＥＭコーティング基材上の５０μＬ水滴の接触角およびロールオフ角を電界紡糸の直後に測定した。これを図１２に示す。架橋剤あり、および架橋剤なしのＰＥＩコーティング基材上の５０μＬ水滴の接触角およびロールオフ角を電界紡糸の直後に測定した。これを図１３に示す。
【０４０９】
図１４は、電界紡糸によるコーティングの形成から１日、６日および３２日後の代表的なＰＨＥＭナノ繊維コーティングＤＡＭＯ−Ｔ架橋基材６における５０μＬ水滴の接触角およびロールオフ角を示す。電界紡糸によるコーティングの形成から５２日後の接触角およびロールオフ角は、電界紡糸によるコーティングの形成から３２日後に観察されたものと類似していた。
【０４１０】
図１５は、電界紡糸によるコーティングの形成から１日、６日および３２日後の代表的なＰＥＩ−１０Ｋナノ繊維コーティング架橋基材６における５０μＬ水滴の接触角およびロールオフ角を示す。ＰＥＩは、（３−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン（架橋剤１）またはポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）（架橋剤２）を使用して架橋された。電界紡糸によるコーティングの形成から５２日後の接触角およびロールオフ角は、電界紡糸によるコーティングの形成から３２日後に観察されたものと類似していた。
【０４１１】
電界紡糸によってポリマーがコーティングされた基材６の走査型電子顕微鏡検査法（ＳＥＭ）イメージを図１６、図１７および図１８に示す。図１６に示されるように、ＰＨＥＭの電界紡糸によって、セルロース基材をコーティングするＰＨＥＭナノ繊維を形成する。それと対照的に、図１７および図１８に示されるように、ＰＥＩ−１０Ｋは、基材上にナノ繊維を形成しないが、むしろ、基材上に存在するセルロース繊維を直接コーティングした。これらの結果は、電界紡糸技術を使用して作成されたポリマーコーティングが、ナノ繊維の形態で存在し得るか、またはそれが基材上に固体ポリマーコートとして存在し得ることを示す。
【０４１２】
【表１１】
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【０４１３】
本明細書に引用される全ての特許、特許出願および刊行物、ならびに電子的に入手可能な資料の全開示は、参照によって組み込まれる。いずれかの不整合性が、本出願の開示と、参照によって本明細書に組み込まれるいずれの文献の開示との間に存在する場合、本出願の開示が支配すべきである。上記の詳細な説明および実施例は、理解の明澄性のためにのみ与えられた。それらから、不要な制限は理解されない。本発明は、示され、および記載された正確な詳細に制限されることなく、当業者にとって明らかな変形は、請求項によって定義される本発明の範囲内に含まれるであろう。
【０４１４】
他に明記されない限り、明細書および請求項において使用される成分の量、分子量などを表す全ての数値は、全ての例において、「約」という用語によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、他に明記されない限り、明細書および請求項において明示された数値パラメーターは、本発明によって得られることが求められる所望の特性次第で変動し得る近似である。少なくとも、そして同等物の教義を請求項の範囲に限定する試みとしてではなく、それぞれの数値パラメーターは、少なくとも報告された有効である桁の数値の見地で、そして通常の切上げ機能技術を適用することによって解釈されるべきである。
【０４１５】
本発明の広い範囲を明示する数値範囲およびパラメーターが近似であるにもかかわらず、特定の実施例において明示された数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、全ての数値は、それらのそれぞれの試験測定に見られる標準偏差から必ず得られる範囲を本質的に含む。
【０４１６】
全ての表題は、読者の便宜のためであって、そのように指定されない限り、表題後に続く本文の意味を限定するために使用されるべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【国際調査報告】
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